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Clima - Conceitos Básicos e Revisão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE METEOROLOGIA 
Disciplina: Climatologia (IGT123) 
Professor: Wanderson Luiz 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Em sua órbita ao redor do Sol, o planeta Terra passa por diferentes 
exposições à radiação solar ao longo dos 365 dias do ano, o que define 
as estações primavera, verão, outono e inverno. 
 
• As características das estações do ano, em termos de temperaturas e 
chuvas (elementos climáticos), dependem de alguns fatores adicionais 
como a distância até o equador, a distância aos oceanos e a altitude do 
local (fatores climáticos). O conjunto destes elementos e fatores define o 
que se chama clima. 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
Elementos Climáticos 
 
Temperatura 
 
Umidade 
 
Pressão 
 
Vento 
 
Nebulosidade 
 
Precipitação 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
Fatores Climáticos 
 
Latitude 
 
Altitude 
 
Continentalidade / Maritimidade 
 
Vegetação 
 
Solo 
 
Relevo 
 
Intervenção Antrópica 
 
Correntes Marítimas 
 
 
• A atmosfera é extremamente complexa e desafia as definições 
mais simples. 
 
• O tempo que sentimos no dia a dia, as chuvas, o calor, o frio, estão 
associados à passagem de frentes frias e quente, ciclones e 
anticiclones, ondas atmosféricas, tempestades das mais variadas, 
entre tantos outros fenômenos. 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Conforme Mark Twain, “clima é aquilo que esperamos, tempo é o 
que sentimos.” 
 
• O clima é definido pela média das condições do tempo ao longo de 
um período de algumas décadas. 
 
• No dia a dia, temos os sistemas de tempo que provocam a 
variabilidade que observamos e que afetam as atividades 
humanas. 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
Sistema Terrestre 
 
Atmosfera 
 
Biosfera 
 
Criosfera 
 
Hidrosfera 
 
Litosfera 
 
 
• O planeta Terra tem seu clima definido especialmente por dois 
fluidos: o ar e a água. 
 
• Ambos têm dinâmica própria e interagem entre si, com a terra 
sólida e com os ecossistemas naturais ou não. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Os ventos são movimentos do 
ar que definem a circulação 
atmosférica, ao passo que os 
movimentos da água nos 
oceanos definem as correntes 
marítimas. 
 
• Intensa troca de energia entre 
estes fluidos ocorre quando a 
água muda de fase (vapor, 
água líquida ou gelo), mas o 
combustível fundamental para 
a dinâmica da atmosfera e dos 
oceanos é a energia recebida 
do Sol. 
• O aquecimento da superfície terrestre ocorre pela inclinação dos 
raios solares incidentes. 
 
• Quanto mais próximos de uma incidência vertical, maior a taxa de 
aquecimento da superfície. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Devido à inclinação do eixo de 
rotação da Terra com relação 
ao plano da órbita, os raios 
solares incidem, ao meio-dia, 
muito próximos da vertical nas 
regiões tropicais, e quase na 
tangente nas proximidades dos 
polos. 
 
• No hemisfério de inverno ocorre 
a noite polar durante vários 
meses, enquanto no hemisfério 
de verão o polo fica iluminado, 
porém com raios bastante 
inclinados. 
• A região tropical tem excesso de energia, ao passo que as regiões 
polares têm déficit de energia. 
 
• Os fluidos, ar e água, encarregam-se de redistribuir o calor das 
regiões com excesso para as regiões com déficit de energia. 
 
• A maneira como a atmosfera faz esta redistribuição é por meio de 
movimentos horizontais – os ventos – e de movimentos verticais. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• O excesso de energia nos trópicos, especificamente nas regiões 
equatoriais, faz o ar aquecido se elevar, induzindo a formação de 
nuvens profundas que chegam até a tropopausa, a 
aproximadamente 15 km de altura. 
 
• O ar que sobe nas 
proximidades do equador 
desce nos subtrópicos, a 
aproximadamente 30 graus de 
latitude norte e sul, por meio de 
uma célula de circulação 
denominada Célula de Hadley. 
 
• Nestas regiões subtropicais 
onde o ar desce, definem-se os 
sistemas de alta pressão 
subtropical. 
• O ar frio dos polos e o ar quente dos trópicos e subtrópicos estão separados pelas 
chamadas frentes. 
 
• As frentes que observamos em superfície estão associadas a ondas atmosféricas 
que podem ser observadas em altitude. 
 
• Ondas atmosféricas e frentes encarregam-se de redistribuir o calor, reduzindo o 
excesso nos trópicos e o déficit nos polos. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Quando o ar frio avança para o equador, a frente é denominada frente fria; 
quando o ar quente avança para os polos, a frente denomina-se frente quente. 
 
• Por meio do avanço das frentes, frias e quentes, os fluidos atmosféricos buscam o 
equilíbrio térmico, nunca atingido, mas promovem a redução das diferenças de 
temperatura entre equador e polos. 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• A região onde os sistemas frontais se formam com mais frequência é ao redor da 
latitude de 60 graus sul ou norte, onde está um cinturão de baixas pressões que 
recebem o nome de ciclones extratropicais. 
 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Do encontro entre as 
massas frias e quentes, no 
cinturão de baixas pressões, 
ocorre o levantamento do ar 
que vai descer nos 
subtrópicos e nos polos. 
 
• Com isso, ficam definidas 
três células de circulação 
vertical, que recebem os 
nomes de célula de Hadley, 
célula de Ferrel – ou célula 
de latitudes médias – e 
célula polar. 
• O ramo superficial destas células define os ventos alísios de nordeste no 
Hemisfério Norte e os de sudeste no Hemisfério Sul, que convergem na Zona de 
Convergência Intertropical (ZCIT). 
 
• Entre 30 e 60 graus de latitude, os ventos passam a ser predominantemente de 
oeste, e nas regiões polares passam a ser novamente de leste. 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Este quadro define condições típicas para as diversas faixas de 
latitude. 
 
• No entanto, numa mesma latitude, existem diferentes condições 
climáticas. 
 
• A proximidade do oceano é um primeiro fator regulador. 
 
• A grande capacidade térmica do oceano amortece as variações de 
temperatura diurnas tanto pela proximidade como pela grande 
quantidade de vapor d’água que procede do oceano e se distribui 
nas proximidades. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• O alto conteúdo de umidade no ar absorve a radiação térmica 
emitida pela terra na faixa do infravermelho, radiação esta 
reemitida para baixo como parte do chamado efeito estufa. 
 
• Em locais distantes do oceano, e em desertos, o ar mais seco não 
retém o calor emitido pela terra, que é então perdido para o 
espaço. 
 
• Nestes casos, o resfriamento noturno é mais pronunciado do que 
em regiões úmidas, com baixas temperaturas durante a noite. 
 
• O mesmo acontece em locais altos, onde a menor espessura da 
atmosfera e o correspondente menor conteúdo de vapor d’água 
levam a menores temperaturas à noite. 
• Os aspectos mencionados – a proximidade do oceano e a altitude do 
local – são dois controles muito importantes do clima local e estão 
associados a regimes de vento local denominados, respectivamente, 
brisa marítima/terrestre e brisa de vale/montanha. 
 
• A brisa terrestre ocorre durante a noite, quando a terrase resfria mais 
rapidamente do que o oceano. 
 
• Este, por ter capacidade calorífica maior que a da terra, e por permitir 
misturas verticais, demora mais do que a superfície terrestre tanto a se 
aquecer como a resfriar. 
 
• Assim, durante a noite, o ar sobre a terra fica mais frio que o ar sobre o 
mar; isso gera uma diferença de pressão, e o ar sopra da terra para o 
mar. 
 
• Durante o dia, ocorre o inverso, e a brisa marítima sopra do mar para a 
terra. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Em regiões altas, durante a 
noite, o ar se resfria mais do 
que nos vales; o ar frio é 
mais pesado e flui para os 
vales formando a brisa de 
montanha, também chamada 
de fluxo catabático. 
 
• Durante o dia, o sol aquece 
as encostas com face para 
leste antes de aquecer o 
vale, gerando a brisa de vale. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Tanto a brisa de vale como a brisa marítima podem provocar 
chuvas sobre o continente. 
 
• No caso da brisa de vale, podem ocorrer neblina ou chuvas 
orográficas. 
 
• No caso da brisa marítima, os ventos transportam a umidade do ar 
marítimo por dezenas e às vezes até poucas centenas de 
quilômetros. 
 
• Neste trajeto, é frequente a formação de nuvens e de chuva. 
• O regime de chuvas de um determinado local é fator dominante na 
definição do clima local. 
 
• No entanto, as chuvas são o resultado final de uma série de 
eventos com escalas de tempo e espaço bastante diversas, de 
forma que as causas de uma determinada chuva podem ser uma 
mistura de fatores locais e remotos. 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Além disso, as chuvas numa 
determinada região podem afetar o 
tempo em outras regiões. 
 
• O mecanismo pelo qual ocorrem estas 
interações está baseado em três 
processos principais: as ondas 
atmosféricas, a continuidade de massa 
e a mudança de fase da água, da fase 
gasosa para a fase líquida e/ou sólida. 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• No Brasil, nota-se, na região equatorial, uma faixa de latitude que 
engloba a região amazônica e a região Nordeste do Brasil, as quais 
apresentam clima chuvoso e semiárido, respectivamente. 
 
 
CLIMA – CONCEITOS BÁSICOS E REVISÃO 
• Na região amazônica, a chuva 
sustenta a floresta, ao passo que 
no Nordeste, mesmo com a 
proximidade do oceano e com os 
úmidos ventos alísios soprando o 
ano inteiro do mar para a terra, as 
chuvas são escassas. 
 
• Na estação chuvosa da 
Amazônia, a grande quantidade 
de nuvens está associada às 
correntes de ar ascendente que 
descem em grande parte sobre o 
Nordeste, inibindo a formação 
local de nuvens. 
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