Apostila Meteorologia e Climatologia

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Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 1
II –– IIMMPPOORRTTÂÂNNCCIIAA EE GGEENNEERRAALLIIDDAADDEESS 
 
 
 
 
11.. IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO 
 
As funções fisiológicas no sistema Ter-
ra-atmosfera são influenciadas pelo clima e pro-
cessos meteorológicos (tempo). A agricultura é 
uma atividade econômica dependente do meio 
físico (solo e clima), que apresenta distintas 
aptidões para produzir diferentes culturas ou 
cultivares em vários níveis de rendimento. 
O clima determina a aptidão agrícola da 
região pois influi no �crescimento e desenvolvi-
mento das plantas. 
Alguns anos atrás pouca ênfase era dada 
ao clima no planejamento de técnicas agrícolas 
que se tornavam inadequadas prejudicando o 
meio ambiente devido só considerar as relações 
solo-planta. 
Atualmente, sabe-se que as relações 
clima-planta têm grande influência na produção 
vegetal, o que evidência a necessidade de ajustar 
as práticas agrícolas às condições de clima lo-
cais. Assim, podemos equacionar a produção ve-
getal em função dos principais fatores, tais como: 
 
Produção vegetal = f (planta (genética); solo; 
 tecnologia; clima) 
 
O homem (agrônomo ou agricultor) pode 
interferir em larga escala em alguns destes 
fatores: 
* Planta: com a seleção de cultivares, 
melhoramento vegetal, engenharia genética; 
transgênicos, etc. 
* Solo: mediante aração, calagem, 
adubação, práticas conservacionistas, etc. 
* Tecnologia: adoção de práticas 
culturais, manejo racional, plantio direto, agricul-
tura de precisão, etc. 
* Clima: podemos interferir só em pequena 
escala e com custo relativamente alto (muitas 
vezes impraticável) com estufas, irrigação, quebra 
ventos, combate a geadas, cobertura solo, etc. 
Destarte, o aumento desordenado da 
população mundial torna-se necessário um 
aumento da produção de alimentos na mesma 
velocidade, o que pode ser obtido com a 
minimização de perdas (adversidades) e o 
aumento da produtividade das culturas 
exploradas (adaptabilidade). 
Atualmente busca-se a intensificação 
dos estudos agro-climáticos visando o aumen-
to da produção mediante um plano racional de 
exploração agrícola associado à adaptabilidade 
dos cultivos (maior produtividade). 
Não obstante, a crescente necessidade do 
homem em bem utilizar, controlar e preservar os 
recursos naturais e principalmente os recursos 
hídricos (cada vez mais escassos), tornou a 
Meteorologia uma ciência cujo conhecimento e 
aplicação são necessário em detalhe e 
profundidade crescentes. 
O Clima: afeta quase todas as fases das 
atividades agrícolas, desde a seleção de regiões 
ou lugares para a implantação de culturas e 
experimentos agrícolas até o planejamento a 
longo ou em curto prazo das atividades agrícolas 
(cultivo, transporte, armazenamento...). 
Assim podemos destacar o uso das infor-
mações do tempo e do clima em: 
* Zoneamento agro-climático: Estudos de 
aptidões agro-climáticas e seleção de cultivares; 
* Necessidade de irrigação (Planejamento 
e manejo da irrigação); 
* Épocas de semeadura e transplante; 
* Previsões de safras (desenvolvimento de 
modelos e simulação); 
* Controle de adversidades climáticas 
(seca, geada, granizo,...); 
* Conservação da água e do solo 
(Recursos naturais); 
* Épocas de aplicação de fertilizantes e 
defensivos agrícolas; 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 2
* Previsão e prevenção contra ataque de 
pragas e doenças; 
* Dimensionamento de obras e projetos 
agrícolas; 
* Condicionamento do ambiente interno 
das construções rurais (Ambiência); 
* Serviços de vigilância para segurança 
pública, 
* Subsídios para as tomadas de decisões 
e planejamento de operações agrícolas 
As variações no clima condicionam o 
nível de prejuízos na produção agrícola 
(determinando o sucesso ou fracasso desta 
atividade econômica). 
É difícil saber a magnitude das perdas 
agrícolas, ocasionadas pelo fator clima, e que 
poderiam ser evitadas por meio dos serviços 
meteorológicos. Estima-se que o incremento dos 
benefícios seria da ordem de 15 a 30% com a boa 
utilização das informações e previsões dos 
serviços de meteorologia. 
Estratégias gerais e preventivas para 
minimizar os prejuízos agrícolas com Adversida-
des Climáticas: geadas, granizo, secas, tempes-
tades... são: 
* Escolha de culturas e cultivares (com 
base no zoneamento agro-climático e ensaios); 
* Diversificação de cultivos (com base 
no zoneamento agro-climático e ensaios); 
* Época de semeadura adequada (com 
base no zoneamento e ensaios); 
* Escalonamento da semeadura e 
colheita (Graus-dia); 
* Manejo racional e tecnologias 
adequadas (assistência técnica). 
Estima-se que a humanidade está usando 
20% mais recursos naturais do que o planeta é 
capaz de repor. Neste ritmo de crescimento 
populacional, desenvolvimento tecnológico e 
econômico em 2050 a humanidade estará 
consumindo o dobro da capacidade biológica da 
Terra, ou seja, seriam necessários dois planetas 
para suprir de maneira sustentável a demanda de 
recursos naturais. (Fonte: Relatório Planeta Vivo 
2002 – Fundo Mundial da Natureza). 
 
22.. DDEEFFIINNIIÇÇÕÕEESS BBÁÁSSIICCAASS 
 
* Tempo: é o estado atual da atmosfera 
em dado momento e local, sendo caracterizado 
pelas condições de temperatura, pressão, concen-
tração de vapor, velocidade e direção do vento e 
precipitação. 
* Clima: É o estado médio da atmosfera 
(Definição incompleta, devido às variações cíclicas 
do clima). 
É a sequência e a variação habitual dos 
tipos de tempo em dado local no curso do ano. 
* Meteoros: são os processos físicos da 
atmosfera que condicionam o tempo: temperatura, 
precipitação, umidade, pressão, etc. 
* Meteorologia: ramo da física que estu-
da os fenômenos atmosféricos. (meteoros). Seu 
campo de atuação abrange o estudo das 
condições atmosféricas em dado instante (o 
“Tempo”), dos movimentos atmosféricos e as 
forças que os originam (dinâmica da atmosfera), 
condições médias e das flutuações temporais da 
atmosfera em um local (clima), entre outros. 
* Agrometeorologia ou Meteorologia 
Agrícola: ocupa-se com o estudo dos processos 
na atmosfera que produzem o tempo e suas 
relações coma produção agrícola. 
Objetiva melhorar a produtividade ou 
aumentar a produção agrícola pela previsão mais 
precisa e pelo controle do meio atmosférico. Tem 
sua principal aplicação no planejamento e na to-
mada de decisões numa propriedade agrícola, se-
ja na produção animal ou vegetal, sendo uma fer-
ramenta indispensável ao engenheiro agrônomo. 
* Fatores Meteorológicos: são os agen-
tes que condicionam os fenômenos atmosféri-
cos (meteoros), tais como: altitude, latitude, 
relevo, continentalidade, circulação atmosférica, 
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correntes marítimas, etc. 
* Elementos Meteorológicos: são os 
parâmetros que definem e quantificam os 
meteoros, suas propriedades e características 
especiais, tais como: temperatura do ar, umidade 
relativa do ar, evapotranspiração potencial, 
velocidade do vento, etc. 
 
 
33.. DDIIVVIISSÃÃOO DDAA MMEETTEEOORROOLLOOGGIIAA 
 
Didaticamente pode-se dividir a meteoro-
logia como a seguir: 
a) Meteorologia Física: Estuda os pro-
cessos físicos que ocorrem na atmosfera (Radia-
ção, temperatura, precipitação, geadas, evapora-
ção, evapotranspiração, etc.), ou seja, as explica-
ções físicas (leis fundamentais) envolvidas nos 
meteoros. 
b) Meteorologia Dinâmica: Estuda as 
forças e energias que originam e mantém os 
movimentos atmosféricos e as alterações que 
estes causam. 
c) Meteorologia Sinótica: Estuda os 
fenômenose processos atmosféricos a partir de 
observações simultâneas em uma região, com a 
finalidade de previsão do tempo. 
d) Climatologia: Estuda estatisticamente 
os parâmetros meteorológicos e suas inter-rela-
ções, através de seus valores médios, freqüên-
cias, variações e distribuição geográfica. 
e) Aerologia: estuda as condições mete-
orológicas em altitude na atm, mediante obser-
vações feitas por balões, foguetes e satélites. 
f) Meteorologia Aeronáutica: aplica os 
princípios meteorológicos à navegação aérea. 
g) Meteorologia Marítima: aplica os prin-
cípios meteorológicos à navegação marítima e 
fluvial. 
h) Meteorologia Agrícola ou Agrometeo-
rologia: estuda o efeito dos fenômenos meteo-
rológicos nas atividades agrícolas. 
i) Biometeorologia: estuda a ação dos 
fenômenos meteorológicos sobre os animais. 
j) Hidrologia: aplica os conhecimentos 
dos fenômenos meteorológicos no estudo do ciclo 
da água na atmosfera e aproveitamento 
racional dos recursos hídricos. 
 
 
44.. EESSTTRRUUTTUURRAA MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAA 
 
 
Os modelos matemáticos usados para a 
previsão e caracterização do clima foram 
deduzidos a partir do monitoramento das 
variações das condições do tempo e explorações 
das variáveis meteorológicas na atmosfera. Para 
atingir tais propósitos é necessário dispor de uma 
vasta e estratégica Rede de Postos 
Meteorológicos. Esta rede á composta por 
Postos de observações de superfície e de altitude 
que fazem a exploração da atmosfera com 
equipamentos, instrumentos e observações 
visuais. 
As informações obtidas são repassadas 
para os Centros Coletores que os organizam, 
arquivam, colecionam, analisam e difundem (por 
meios de comunicação diversos: publicações 
técnicas, científicas e de divulgação) atividades 
que são coordenadas pelos Serviços Nacionais 
de Meteorologia. 
Quanto à hierarquia das instituições 
meteorológicas temos: 
Em escala Nacional: os Ministérios da 
Agricultura (INMET), da Ciência e Tecnologia 
(INPE), da Marinha e Aeronáutica (SIRAM, etc), 
são as estâncias federais máximas responsáveis 
pelos estudos meteorológicos. 
Em escala Internacional: a Organização 
Meteorológica Mundial (OMM ou WMO) é 
responsável pelas atividades meteorológicas no 
Mundo, sendo o INMET o coordenador e 
representante oficial do Brasil e América do Sul 
mediante esta organização. 
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Em escala Regional as Secretarias 
Estaduais (Secretaria da agricultura), as 
Autarquias (exemplo IRGA, IAPAR e IAC), os 
Institutos de ensino e pesquisa (Universidades) 
e as Empresas mistas e privadas (EPAGRI e 
Cooperativas) são responsáveis pelos serviços de 
meteorologia. 
 
 
44..11.. OORRGGAANNIIZZAAÇÇÃÃOO MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAA MMUUNNDDIIAALL 
((OOMMMM oouu WWMMOO)) 
 
O clima não respeita �fronteiras e isto �fez 
as nações desenvolver atividades em conjunto 
com objetivos econômicos e de segurança. A 
OMM foi fundada em 1947 para a resolução e 
auxílio dos problemas comuns às nações 
relacionados ao clima e suas adversidades, e 
apresenta as seguintes finalidades básicas: 
a) Facilitar a cooperação internacional 
na função de uma rede e central meteorológica, 
objetivando as observações do tempo e 
fornecimento de dados coletados. 
b) Promover a comunicação imediata 
das informações meteorológicas entre as nações. 
c) Promover a padronização das 
observações meteorológicas e uma publicação 
uniforme. 
d) Favorecer a aplicação da 
meteorologia nos campos da navegação aérea, 
marítima, agricultura e demais atividades 
humanas. 
e) Incentivar a pesquisa e o treinamento 
meteorológico. 
 
44..22.. SSIISSTTEEMMAA GGLLOOBBAALL DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAAÇÇÕÕEESS 
MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAASS 
 
Integra o programa de Vigilância Mundial 
e é formado por um "Circuito Tronco Principal” 
(Figura 1) que interliga os Centros Meteoroló-
gicos Mundiais em Washington, Moscou e 
Melbourne. 
Figura 1.1. Fluxo das informações meteorológicas 
no mundo. 
 
 
44..33.. EESSTTRRUUTTUURRAA MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAA NNOO BBRRAASSIILL 
 
O INMET é responsável pela: coordena-
ção, observação, coleta, organização e análise 
dos registros das variáveis meteorológicas; 
Manter a rede nacional de estações meteorológi-
cas; Desenvolver estudos e pesquisas na área 
da meteorologia básica e aplicada; Análise e pré-
visão do de tempo de todo o território nacional. 
Em escala internacional é o responsável 
pela coleta, organização e difusão das obser-
vações meteorológicas da América do Sul. 
Para estes propósitos a estrutura do 
INMET é composta por 1 Órgão Central (com 
sede em Brasília) e 10 Órgãos Regionais ou 
Distritos de Meteorologia (DISME). 
OBS. Santa Catarina e Rio Grande do Sul fazem 
parte do 8o DISME (com sede em Porto Alegre). 
 
44..44.. RREEDDEE NNAACCIIOONNAALL DDEE TTEELLEECCOOMMUUNNIICCAA--
ÇÇÃÃOO MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAA 
 
É composta por 1 Centro de Telecomuni-
cação (com sede em Brasília), 5 Centros Coletores 
(Belém, Recife, Cuiabá, Rio de janeiro, Porto 
Alegre), 9 Sub-centros coletores (Rio Branco, 
Manaus, Floriano, Fortaleza, Salvador, Belo 
Horizonte, São Paulo, Curitiba e Florianópolis) e 
aproximadamente 400 Estações Terminais (Esta-
ções Climatológicas principais e ordinárias) que 
fazem o monitoramento do tempo. 
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O trajeto das informações meteoroló-
gicas pode ser resumido no esquema abaixo. 
Figura 1.2. Trajeto das informações meteoroló-
gicas no Brasil e América do Sul. 
 
 
 
 
44..55.. RREEDDEE DDEE EESSTTAAÇÇÕÕEESS MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAASS NNOO 
BBRRAASSIILL 
 
A maior rede de estações meteorológicas 
no Brasil é a do INMET (Tabela 1), sendo que as 
outras redes: Aeronáutica, Marinha, Empresas 
Estatais e Privadas, atuam isoladamente ou no 
sistema de cooperação com o INMET. 
 
Tabela 1. Rede de estações meteorológicas do 
INMET (1995). 
 
Tipo de Estação Quantidade 
Estação Climatológica Principal 400 
Estação Climatológica Ordinária 374 
Estação de Radiossondagem 18 
Estação Rastreadora de Satélite 4 
Estação de Radar Meteorológico 1 
 
 
 
55.. EESSTTAAÇÇÕÕEESS MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAASS 
 
Estação ou Posto Meteorológico é o 
local onde são coletadas as informações que 
descrevem de maneira sucinta as condições 
meteorológicas (tempo) existentes no momento da 
observação na superfície ou explorando a 
atmosfera em altitude. 
Para isso os aparelhos são instalados 
em locais apropriados, de acordo com as 
variáveis meteorológicas que vão medir. Como 
exemplos temos, ao ar livre o Actinógrafo para 
medir a radiação global, o Tanque Classe A para 
medir a evaporação, o pluviômetro para medir a 
precipitação, etc. No abrigo meteorológico temos 
os Termômetros para medir a temperatura do ar, o 
Higrômetro para medir a umidade do ar, o 
Psicrômetro para quantificar a depressão 
psicrométrica, etc. Dentro do Escritório temos o 
Barômetro e o Barógrafo para medir e registrar a 
pressão barométrica ou atmosférica. 
Algumas recomendações para a escolha 
do local Estação Meteorológica são: 
* Deve ser um local bem exposto aos ventos mais 
freqüentes da região; 
* Apresentar largos horizontes, principal-mente 
nos quadrantes leste e oeste; 
* Local onde não haja interferências (no mínimo 15 
a 20 anos), ou seja, mais afastado possível de 
obstáculos (construções, muros e grandes 
árvores); 
* Deve ter o solo gramado, evitar solo granítico, ou 
de cascalho; 
* Deve ser afastado de praias (quando Estações 
em cidades litorâneas); 
* Local de fácil acesso e em elevação 
representativa da região; 
* Com disponibilidade deágua e energia elétrica; 
* Sua porta de acesso deve estar voltada para o 
quadrante sul (no Hemisfério sul); 
* Deve-se conhecer as Coordenadas Geográficas 
do local para sua localização e identificação. 
 
 
55..11.. EESSTTAAÇÇÃÃOO CCLLIIMMAATTOOLLÓÓGGIICCAA PPRRIINNCCIIPPAALL 
 
São estações de superfície, destinadas a 
avaliar e observar as condições de tempo 
passado, presente e da sua evolução no local da 
estação, através de observações visuais e 
instrumentais. São constituídas por: área 
instrumental e escritório. 
A área instrumental pode apresentar a 
forma: Retangular ou Octogonal 
 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 6
Figura 1.3. Formatos usuais de área instrumental 
em estações meteorológicas: a) Retangular 
b) Octogonal. 
 
Uma Estação Principal Completa contém 
os seguintes equipamentos: 
1. Heliógrafo: luminosidade (comprimento do dia) 
2. Actinógrafo: radiação 
3. Geotermômetros: temperatura do solo 
4. Pluviômetro: chuva (altura) 
5. Pluviógrafo: chuva (altura e duração) 
6. Orvalhógrafo: orvalho 
7. Evapotranspirômetro: evapotranspiração po-
tencial (ETP) 
8. Lisímetro: evapotranspiração real (ETr) 
9. Tanque de Evaporação Classe A: evaporação 
10. Cata-vento Tipo Wild: velocidade do vento 
11. Anemômetro: velocidade do vento 
12. Abrigo Meteorológico (modelo padrão) com: 
13. Termógrafo: temperatura do ar 
14. Higrógrafo: umidade relativa do ar 
Termo-higrógrafo: temperatura e umidade relati-
va do ar (em substituição aos dois anteriores) 
15. Termômetro de máxima: temperatura máxima 
do ar 
16. Termômetro de mínima: temperatura mínima 
do ar 
17. Psicrômetro (TBS e TBU): depressão psicro-
métrica (URA indiretamente) 
18. Actimômetro de pichê: evaporação 
19. Escritório contendo: 
20. Barômetro de mercúrio: pressão atmosférica 
21. Barógrafo Aneróide: pressão atmosférica 
22. Anemógrafo Universal: ventos 
23. Aparelhagem de Telecomunicação Meteo-
rológica: Telefone, Radio-transmissor, Internet. 
 
Figura 1.4. Planta baixa e disposição dos 
instrumentos de monitoramento do tempo na 
Estação Agrometeorológica do CAV. 
 
 
55..22.. EESSTTAAÇÇÃÃOO CCLLIIMMAATTOOLLÓÓGGIICCAA OORRDDIINNÁÁRRIIAA 
 
São também estações meteorológicas de 
superfície, para medir condições de tempo 
presente e passado da atmosfera próximo à 
superfície da Terra. São feitas observações visuais 
de diversos fenômenos meteorológicos, tais como: 
cobertura do céu (nebulosidade), descargas 
elétricas, trovoadas, granizo, orvalho, geada, etc. 
Só temperatura e chuva são medidas com 
instrumentos. 
São constituídas de: Área instrumental 
retangular: 3 x 4 m com bordadura de 2 a 4 m. As 
demais características e a escolha do local são 
semelhantes à estação principal. 
O instrumental mínimo consiste de: 
1. Abrigo Termométrico (modelo pequeno) com 
Termômetro de máxima, Termômetro de mínima e 
Psicrômetro (Termômetro de bulbo seco e de 
bulbo úmido); 
2. Pluviômetro. 
 
55..33.. EESSTTAAÇÇÃÃOO MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAA DDEE RRAADDIIOO--
SSOONNDDAAGGEEMM 
 
Usada para medir as propriedades físicas 
da atmosfera em altitude, através de balões 
 
 
 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 7
sondas munidos de equipamentos para registrar 
as informações (até ±40 km). É feita a deter-
minação dos gradientes verticais de Temperatura, 
Umidade do ar, Pressão atmosférica, Direção e 
velocidade do vento. 
Figura 1.5. Esquema simplificado de Estação 
Meteorológica de Radiossondagem; Foto de um 
balão meteorológico com sonda. 
 
Seu funcionamento pode ser descrito 
sucintamente como segue. A estação rastreadora 
recebe e registra os sinais emitidos pela sonda 
que contém os sensores que estão presos ao 
balão (ou foguete), a partir destes pode-se calcular 
a posição do balão (ou foguete) em momentos 
sucessivos e determinar as variáveis meteoroló-
gicas monitoradas e suas variações em altitude 
(gradientes verticais). 
 
 
55..44.. EESSTTAAÇÇÃÃOO RRAASSTTRREEAADDOORRAA DDEE SSAATTÉÉLLIITTEESS 
MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCOOSS 
 
Destina-se a receber imagens da 
atmosfera de satélites meteorológicos. Atual-
mente são também usados para a coleta e trans-
missão de dados meteorológicos, principal-
mente em regiões inóspitas. As imagens são 
armazenadas no satélite e transmitidas a estação 
rastreadora na terra. As trajetórias dos satélites 
podem ser: Polar, equatorial ou estacionário. 
O Brasil recebe imagens de três satélites 
meteorológicos, o GOES e o METEOSAT (com 
órbita equatorial) e o TIROS-N (com órbita polar), 
dois satélites de sensoriamento remoto, o 
LANDSAT e SPOT (com órbita polar) que enviam 
imagens para sensoriamento remoto e 1 de 
transmissão de dados. 
 Os sistemas de recepção das imagens 
podem ser de duas maneiras: 
* Sistema APT: Estação rastreadora (em 
BAURÚ - SP) estimula a transmissão de 
fotografias, as quais são recebidas por antena de 
rastreamento. O sinal recebido é conduzido a um 
receptor q/ registra em fita magnética e filma os 
sinais recebidos, compondo a fotografia 
transmitida pelo satélite. O filme é revelado e se 
obtém a fotografia da nebulosidade atmosférica. 
Figura 1.6. Sistema APT de recepção e transmis-
são de imagens. 
 
* Sistema ATS: os sinais são enviados do 
satélite a estação de rastreamento do Centro 
Nacional em Virgínia, EUA, que processa as 
fotografias em computador analógico e inclui os 
limites dos continentes, os paralelos e os 
meridianos terrestres, fornecendo as coordenadas 
geográficas da nebulosidade e repassadas via 
satélite p/ outros locais. 
 
Figura 1.7. Sistema ATS de recepção e 
transmissão de imagens e repasse das 
informações para outros locais da Terra. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 8
A responsabilidade destas informações é 
do INPE. Possibilitam previsões seguras com 24 
hs de antecedência. Com o desenvolvimento da 
informática, previsões com até 5 dias de 
antecedência são atualmente obtidas com relativa 
precisão (50% de acerto). 
O INPE mantém 4 estação (Cachoeira 
Paulista - SP, São José dos Campos - SP, 
Alcântara - MA e Cuiabá - MT) que monitoram e 
recebem dados via satélite de transmissão de 
dados que são coletados nas chamadas PCI 
(plataformas de coletas de informações 
meteorológicas) instaladas em regiões de difícil 
acesso e permanência de um observador, tais 
como no interior da floresta Amazônica. 
 
Figura 1.8. A) Órbita dos Satélites Meteorológicos 
e de sensoriamento; B) Órbita do satélite de 
transmissão de dados. 
 
 
55..55.. EESSTTAAÇÇÃÃOO DDEE RRAADDAARR MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCOO 
 
Para observar as condições de tempo e 
medir vento em altitude. É constituída por um 
radar com rádio transmissor, receptor e antena. 
Seu funcionamento pode ser sucintamente 
descrito como segue. O transmissor gera uma 
onda eletromagnética (com características 
conhecidas), que é irradiada para a atmosfera pela 
antena, cuja forma é de 1 a 3o de abertura, esta 
onda ao incidir sobre objetos em sua trajetória, 
sofre reflexão e uma pequena parte retorna à 
antena na forma de eco. O sinal de retorno é 
amplificado e codificado pelo receptor na estação 
em Terra e é visualizado na tela do indicador de 
radar. 
Figura 1.9. a) Esquema simplificado de funciona-
mento de uma estação de Radar Meteorológico 
b) Foto de uma imagem RHI de um radar 
meteorológico. 
 
 
55..66.. EESSTTAAÇÇÃÃOO MMEETTEEOORROOLLÓÓGGIICCAA AAUUTTOO--
MMÁÁTTIICCAA 
 
Permite o monitoramento automático do 
tempo baseada em computador, é totalmente 
integrada e autônoma, fácil de usar e econômica 
para aquisição e armazenamento de dadose 
execução de relatórios das condições do tempo. 
As variáveis medidas são: Velocidade do 
vento; Direção do vento; Temperatura do ar; Umi-
dade relativa; Pressão barométrica; Radiação 
solar; Precipitação; e outros como: nível d’água, 
umidade e temperatura do solo, temperatura da 
água. 
 
Figura 10. Estação meteorológica automática e 
sensores básicos. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 9
As características principais das estações 
automáticas são: 
* Registro (observações) em intervalos de 
alguns minutos; 
* Os dados são armazenados em fita 
cassete ou atualmente se usa um dataloger (com 
capacidade de armazenar até 3 meses de dados), 
ou ainda os dados podem ser repassados em tem-
po real para uma central de tratamento de dados, 
por rádio, satélite ou conexão direta via cabo; 
* As medidas são feitas quando um sinal 
do ambiente (energia ou massa ou ambas) chega 
a um elemento sensível (ou sensor) previamente 
calibrado. A resposta ou interação do sensor a um 
sinal define o principio básico da medida 
automática; 
* É mantida com bateria de 12 VDC 7A 
recarregável para uso em aplicações remotas, que 
pode ser usada junto com painéis solares para 
alimentação contínua, ou rede elétrica comum 
(Transformador e estabilizador-filtro). 
Quanto à constituição básica além do data 
loger uma estação automática é composta pelos 
sensores instalados em uma estrutura em torre 
ou tripé. 
* Sensor de velocidade e direção do vento: 
anemômetro de conchas e cata-vento de uma pá e 
contrapeso; 
* Sensor de Temperatura e Umidade: termopar 
ou de resistência elétrica (temperatura) e elemento 
capacitivo (UR); 
* Sensor de precipitação: Pluviômetro de 
caçamba oscilante; 
* Sensor de pressão barométrica: barômetro 
eletrônico; 
* Sensor de radiação solar: piranômetro de 
precisão; 
Outros sensores: Nível d’água; temperatura do 
solo e d água, umidade do solo, etc. 
 
 
 
 
Figura 1.11. Estações meteorológicas automáticas 
com estrutura tipo TRIPÉ (A) ou TORRE (B). 
 
A transmissão das informações pode ser: 
via rede telefônica com modem; via radio; via 
satélite de transmissão de dados ou ainda via 
ondas eletromagnéticas infravermelho. 
As vantagens na sua utilização são: 
* Registros das variáveis meteorológicas 
em regiões que apresentam falta de observadores 
treinados e dignos de confiança (regiões 
inóspitas). 
* Pode operar sem atendimento (1 pessoa 
para mudar a fita cassete e calibrar os sensores 
anualmente). 
* É modular: facilmente montada e 
desmontada, facilitando a troca de equipamentos. 
* Os dados podem ser registrados em 
épocas desfavoráveis. 
Suas desvantagens são: 
* Custo relativamente alto (± U$ 8000) 
* Os dados necessitam processamento e 
listagem em computador 
* Utiliza equipamentos sensíveis. 
* No caso de falhas nos registros na fita 
cassete pode ocorre à perda dos dados (são 
detectadas no processamento dos dados). 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 10
 
Figura 1.12. Case (encapsulamento 12/14) e 
Dataloger Campbel Scientific – Modelo 21X. 
 
 
 
 
Figura 1.13. Sensores de direção e velocidade do 
vento 
 
 
Figura 1.14. Abrigo multi-placas e sensores de 
umidade relativa e temperatura 
 
 
 
 
Figura 1.15. Sensores de Radiação Solar 
(Radiação Global, Saldo de Radiação, Radiações 
UV e albedômetro) 
 
 
Figura 1.16. Sensores de Precipitação (Com 
báscula) 
 
 
 
 
 
Figura 1.17. Sensores de Pressão barométrica 
(Pressão atmosférica) 
 
 
 
 
 
Figura 1.18. Painel solar (Células fotoelétricas) e 
Bateria para alimentação de energia. 
 
 
 
 
Figura 1.19. Estações meteorológicas automáticas 
instaladas em locais adversos ou carentes de 
observador. 
 
 
 
 
 
 
 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 11
II - COSMOGRAFIA: RELAÇÃO TERRA - SOL 
 
 
11.. IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO 
 
O Sol é a fonte primária de energia para 
os processos atmosféricos, tais como a evapora-
ção, precipitação, temperatura, etc. A energia 
solar que incide sobre o topo da atmosfera na 
forma de radiação sofre transformações que de-
terminam os fenômenos que observamos. Assim 
há a necessidade de conhecermos as relações 
entre a Terra e o Sol e suas conseqüências. 
 
Figura 2.1. A energia solar mantém a vida e os 
processos meteorológicos no planeta Terra 
 
2. PONTOS E CÍRCÚLOS FIXOS NA SUPER-
FÍCIE TERRESTRE E NA ESFERA CELESTE 
 
A esfera celeste é uma esfera de 
diâmetro tão grande quanto se queira imaginar, na 
superfície da qual todos os astros (Sol, Lua, 
estrelas...) estariam localizados, e cujo centro 
coincide com o centro da Terra que gira ao redor 
do seu eixo. 
Na esfera terrestre temos os “pólos 
geográficos”: o pólo norte (Boreal ou Ártico) e o 
pólo sul (Austral e Antártico). Na esfera celeste 
temos os “pólos celestes”, pólo norte ou Boreal 
e pólo sul ou Austral. 
 
Figura 2.2. Esferas Terrestre e Celeste. 
 
O plano do equador cuja interceptação 
na superfície das esferas terrestre e celeste 
definem o Equador Terrestre e o Equador 
Celeste, respectivamente. O equador da Terra e 
da esfera celeste divide-as em dois hemisférios: o 
Hemisfério Norte ou Boreal e o Hemisfério Sul 
ou Austral. O equador é o círculo máximo, e 
paralelos a este podem ser traçados ao redor da 
esfera terrestre outros círculos menores que ligam 
pontos de iguais latitudes, denominados de 
paralelos variando de 0 à 90o para o norte e 0 à –
90o para o Sul (0o no equador, 90o no pólo Norte e-
90o no pólo Sul). 
Outro ponto fixo é o observador. Se 
levantarmos uma vertical, partindo do centro da 
Terra, passando pelo observador, prolongando 
até tocar a esfera celeste, teremos determinado o 
Zênite. Na mesma vertical e em sentido oposto, 
ainda na esfera celeste encontra-se o Nadir. 
Cada lugar de observação define uma 
linha vertical Nadir-Zênite e perpendicular a esta 
os planos horizontais que definem: 
* O Horizonte Visual: que passa pela vista do 
observador; 
* O Horizonte Matemático: que passa por um 
ponto fixo de um observatório e é a referência 
para as medidas e cálculos; e 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 12
* O Horizonte Astronômico (Geocêntrico): que 
passa pelo centro da Terra. 
 
Figura 2.3. Elementos celestes e terrestres. 
 
Os paralelos de maior importância são: 
Trópico de Câncer e Círculo Polar Ártico 
(hemisfério norte) e Trópico de Capricórnio e 
Círculo Polar Antártico (hemisfério sul). 
Os Círculos Meridianos são os círculos 
que passam pelos pólos geográficos. O Meridiano 
é o semicírculo que vai de um pólo a outro. O que 
passa pelo local de um observador é o Meridiano 
do Lugar. O astro culmina ou passa a pino 
quando passa pelo meridiano do lugar. O meio 
dia astronômico é determinado quando o Sol 
culmina, sendo que lugares sobre o mesmo 
meridiano têm o meio dia ao mesmo tempo. O 
horário oficial civil é determinado pelos fusos 
horários. O Meridiano de referência, para as 
longitudes e horas (fusos horários) é o que passa 
pelo observatório de Greenwich em Londres, 
chamado de Meridiano de Greenwich. 
Na esfera celeste os meridianos são 
denominados de círculos horários e seu ponto 
de referência de ponto vernal. 
 
 
33.. CCOOOORRDDEENNAADDAASS TTEERRRREESSTTRREESS --GGEEOOGGRRÁÁFFIICCAASS 
 
Sua finalidade é o posicionamento de 
pontos na superfície terrestre: No sistema angular 
temos a latitude e a longitude. 
a) Latitude - φφφφ (fi): é o ângulo que a 
vertical de um local qualquer da Terra fazcom o 
Equador, ou é a distância em graus do Equador à 
este local, sendo 0 no Equador e 90o nos pólos. 
Os paralelos ligam pontos com a mesma 
latitude, ou seja, mesma distância (em graus) em 
relação ao Equador. 
 
Figura 2.4. Latitude 
 
Por convenção adota-se que no hemisfério 
norte as latitudes são positivas (+) e no hemisfério 
sul são negativas (-). 
Ex. Lages: latitude de -27o 49' ou 27o 49' sul 
 
b) Longitude - θθθθ (teta): é o ângulo que a vertical 
de um local qualquer da Terra faz com o 
meridiano de Greenwich (em graus), contado 
sobre o equador ou qualquer paralelo. Sendo 0o 
no meridiano de Greenwich e 180o para leste e 
para oeste. 
Os meridianos ligam pontos com a 
mesma longitude ou pontos que tem a mesma 
distância (em graus) em relação ao Meridiano de 
Greenwich. 
 
 
Figura 2.5. Longitude 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 13
Por convenção adotou-se que a oeste de 
Greenwich as longitudes são ocidentais (W) e a 
Leste de GW são orientais (E). 
Ex. Lages tem longitude de 50o 20' oeste GW ou 
50o 20' WGW. 
Existe uma terceira coordenada, porém 
não no sistema angular, e sim linear, que 
complementa a localização do ponto na superfície 
terrestre, que é a altitude. 
 
c) Altitude (Z): é a distância vertical de 
um ponto qualquer na superfície da Terra em 
relação ao nível médio dos mares. Ex. Lages 
(Estação da EPAGRI) tem 938 metros de altitude. 
 
 
 
 
44.. CCOOOORRDDEENNAADDAASS CCEELLEESSTTEESS 
 
São usadas para identificar a posição do 
Sol em relação à Terra, em qualquer instante e dia 
e do ano. Para uma melhor compreensão do 
assunto é necessário o conhecimento de alguns 
conceitos básicos. 
A órbita descreve a trajetória da Terra ao 
redor do Sol durante seu movimento de 
translação (visão heliocêntrica). Essa trajetória é 
semelhante a uma elipse, ora se aproximando 
(Periélio) e ora se afastando do Sol (Afélio). 
 
Figura 2.6. Órbita da Terra 
 
Se fixarmos a Terra (visão geocêntrica - 
imaginária), e projetarmos a trajetória do Sol em 
um plano, define-se a Eclíptica. A Eclíptica será 
então determinada pela Órbita Solar, ou seja, 
pela elipse máxima que corta o plano do equador 
em 2 pontos (equinócios) e forma com este plano 
um ângulo de 23o 27', em consequência da 
inclinação do eixo terrestre. A eclíptica é 
percorrida pelo Sol durante um ano (movimento 
aparente). Para determinar exatamente a órbita 
solar no ano, precisa-se medir diariamente a 
declinação solar. 
 
Figura 2.7. Planos do equador e da órbita. 
 
a) Declinação Solar (δ): é o ângulo que a 
linha que liga o centro da Terra e o centro do Sol 
faz com o plano do equador da Terra, ou é o 
ângulo compreendido entre o plano do 
equador e a direção do Sol. 
* Positiva acima do plano do equador e negativa 
abaixo do plano do equador 
* Duas vezes é nula (0o equinócios de outono e 
primavera) 
* Duas vezes é máxima: +23o 27' (solstício de 
inverno 21/06) e -23o 27' (solstício de verão 22/12) 
 
Figura 2.8. Declinação Solar 
 
O plano do equador terrestre faz com o 
plano da órbita em torno do Sol (Eclíptica) um 
ângulo de 23o 27', ocupando no espaço, as 
posições de Solstício e Equinócio. 
As intersecções das linhas de declinação 
máxima com a superfície da Terra determinam os 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 14
trópicos de Câncer e Capricórnio, e perpendi-
culares a estas linhas passando pelo centro da 
Terra determinam os Círculos Polares Árticos 
(hemisfério N) e Antártico (hemisfério S). 
Assim temos: 
* Círculo Polar Ártico: 66o 33' N 
* Trópico de Cancer : 23o 27' N 
* Trópico de Capricórnio: 23o 27' S 
* Círculo Polar Antártico: 66o 33' S 
 
 
Figura 2.9. Círculos e Trópicos 
 
 
A oscilação da declinação solar devido 
aos movimentos diurnos (rotação) e anual 
(aparente - translação) faz com que o Sol 
descreva uma trajetória espiral de 365,24 espiras 
até 23o 27’ para ambos os lados do equador. 
 
Figura 2.10. Extremos positivo e negativo da 
declinação solar 
 
A Terra gira em seu eixo N-S dando uma 
volta completa em 24 horas (Movimento de 
Rotação) definindo o dia (na parte iluminada 
voltada para o Sol); e a noite (na parte oposta e 
escura), que vão mudando constantemente, e ao 
redor do Sol (Movimento de Translação - órbita 
elíptica), completando uma elipse em cada ano 
(365 ou 366 dias), definindo as estações. 
O eixo N-S da Terra é inclinado em 
relação ao plano da órbita 23o 27', sendo assim, a 
posição do Sol (declinação), a uma dada hora 
(por exemplo, meio dia), muda gradualmente a 
cada dia do ano. 
Os valores da declinação solar (δδδδ) podem 
ser obtidos nos Anuários do Observatório 
Nacional, para todos os dias do ano, ou ainda 
podem ser estimados com o uso de expressões 
matemáticas. Algumas expressões foram 
propostas, tal como a equação de SPENCER 
(1971) cuja notação é: 
 
δ = 0,006918 - 0,399912.cosx+0,070257.senx 
- 0,006758.cos2x+ 0,000907.sen2x 
- 0,002697.cos3x + 0,00148.sen3x 
 
em que, 
 x = 2.pi.(j-1)/nda (δ e x em rad) 
onde, δ é a declinação solar (o); j é o dia juliano e 
nda é número de dias do ano. 
Uma outra equação mais simplificada é 
proposta por COOPER: 
 
δ = 23,45. sen [360.(284+j)/365] 
onde, δ é a declinação solar (o); j é o dia juliano e 
nda é número de dias do ano. 
 A figura a seguir mostra a oscilação da 
declinação solar representada em um sistema de 
eixos onde na abscissa temos o tempo ao longo 
do ano e na ordenada à declinação solar em 
graus. 
 
Figura 2.11. Representação gráfica do curso da 
declinação solar ao longo do ano 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 15
Nos solstícios de inverno e verão a 
declinação assume o valor de ±23o 27' oscilando 
até 0o nos equinócios, o que faz com que os 
pontos diferentes da Terra em seu movimento de 
translação, recebam quantidades diferentes de 
energia e conseqüentemente de iluminação. 
Assim, os dias terão durações diferen-
ciadas (Fotoperíodo) e variações de temperatu-
ras, além de outras, definindo as estações do 
ano: verão, outono, inverno e primavera. 
 
Figura 2.12. Declinação solar e estações do ano 
 
A declinação é positiva (+) se o Sol está 
acima do plano do equador e negativa (-) se 
está abaixo. No ano a declinação do Sol oscila de 
+23o 27' (Trópico de Câncer) em 21/06 até –23o 
27' (Trópico de Capricórnio) em 22/12. 
Devido à inclinação do eixo da Terra o 
centro do Sol passa na vertical de um ponto do 
Trópico de Câncer em 21/06 e na vertical de um 
ponto do Trópico de Capricórnio em 22/12. 
A área iluminada do hemisfério norte é 
maior que a área iluminada do hemisfério sul em 
21/06 (δ �=23o 27'). Nesta data o hemisfério norte, 
está recebendo o máximo anual de energia solar e 
o hemisfério sul, o mínimo. Iniciam o Verão no 
hemisfério norte e o inverno no hemisfério sul. Diz-
se que o Sol está culminando no Zênite de um 
ponto do trópico de Câncer. 
Em 22/12 a Terra se situa do lado oposto 
da órbita, nessa ocasião, o hemisfério sul recebe o 
máximo anual de energia solar e o hemisfério 
norte recebe o mínimo. A declinação do Sol nesse 
dia assume o valor mínimo anual de -23o 27'. O 
Sol passa no Zênite de um ponto do trópico de 
Capricórnio (Solstício), é o início do verão no 
hemisfério sul e do inverno no hemisfério norte. 
A cada ano, o Sol executa um movimento 
aparente no sentido N-S, passando uma vez no 
Zênite de um ponto de cada trópico e 2 em pontos 
do equador. 
Nos solstícios, o Sol incide verticalmente 
sobre os trópicos; ocorre a maior diferença entre 
asdurações do dia e da noite. No solstício de 
inverno a noite é maior que o dia; No solstício de 
verão o dia é maior que à noite. Isto ocorre quan-
do a declinação solar assume seu valor máxi-
mo 23o 27' (solstício de inverno em 21/06) e míni-
mo -23o 27' (solstício de verão em 22/12), para o 
hemisfério sul e vice-versa para o hemisfério norte. 
Nos equinócios, o Sol incide vertical-
mente sobre o equador; então a duração do dia é 
igual à duração da noite (12 horas) em toda a 
Terra (equinócio de outono em 21/03 e 
equinócio de primavera em 23/09). Isto ocorre 
quando a declinação solar é 0o. 
 
Figura 2.13. Posicionamento do Sol nos solstícios 
e equinócios 
 
b) Ângulo Zenital (Z): é o ângulo formado 
com a vertical de um local ou de um observador na 
Terra com a linha que liga o centro do Sol a partir 
daquele local. 
Figura 2.14. Ângulo zenital 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 16
* O valor mínimo é igual a 0o quando o Sol está 
sobre o meridiano 
* O valor máximo é igual a 90o (quando do 
nascer e por do Sol) 
* Seus valores oscilam simetricamente de 0 a 90o 
Pode ser estimada a partir da latitude do 
local, declinação solar e ângulo horário do Sol, e 
deduzida a partir do triângulo astronômico obtendo 
 
Z= arc cos (senφ.senδ +cosφ.cosδ.cosh) 
 
onde, Z é o ângulo zenital (o); φ é a latitude do 
local (o); δ é a declinação (o); h é o ângulo horário 
do sol (o). 
 
c) Ângulo Horário do Sol (h): é o ângulo 
entre o plano do meridiano do Sol e o meridiano 
do observador (ou do lugar), com referência ao 
centro da Terra. 
 
h = (12 - H).15 
onde, h é o ângulo horário do Sol (graus e 
décimos); H é a hora do dia (horas e décimos). 
 
Figura 2.15. Ângulo horário do Sol 
 
 
55.. RREELLAAÇÇÕÕEESS EENNTTRREE CCOOOORRDDEENNAADDAASS 
TTEERRRREESSTTRREESS EE CCEELLEESSTTEESS ((φφφφφφφφ,, θθθθθθθθ,, ZZ ee hh)) 
 
Para determinarmos a quantidade de 
energia solar que atinge determinado local da 
superfície da Terra é necessário o conhecimento 
do ângulo zenital que é determinado a partir da 
seguinte relação obtida do triângulo astronômico 
cosZ=senφ.senδ+cosφ.cosδ.cosh 
Z= arc cos (senφ.senδ+cosφ.cosδ.cosh) 
onde, Z é o ângulo zenital, φ é a latitude do local, δ 
é a declinação solar e h é o ângulo horário do Sol. 
A mais clássica aplicação desta relação 
ocorre na dedução da Lei de Lambert que 
relaciona a quantidade de radiação absorvida em 
diferentes pontos da superfície da Terra. 
De acordo com a Lei de Lambert: 
"Se um feixe de radiação de intensidade 
I incidir normalmente sobre uma superfície de 
poder absortivo A, esta superfície absorverá 
uma intensidade Ia de energia", assim temos: 
 
Ia = I.A 
 
Figura 2.16. 1o Enunciado de Lambert 
 
"Se este feixe de radiação de 
intensidade I incidir sobre a superfície segundo 
uma direção que forma um ângulo Z com a 
normal à superfície, esta superfície absorverá 
uma intensidade Ioa de energia", assim temos: 
 
Ioa = Ia.cosZ 
Ioa = I.A.( senφ.senδ+cosφ.cosδ.cosh) 
 
Figura 2.17. 2o Enunciado de Lambert 
 
Interpretando os enunciados podemos 
dizer que a intensidade de radiação recebida 
sobre uma superfície de um determinado plano 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 17
é igual à radiação sobre a unidade de área de 
um plano normal aos raios incidentes 
multiplicado pelo co-seno do ângulo formado 
entre as duas superfícies. 
 
Figura 2.18. Interpretação da Lei de Lambert 
 
Obs. Isto explica o maior aquecimento da Terra à 
medida que nos aproximamos do equador, 
durante as horas do dia, e também as diferenças 
de aquecimentos nas diferentes encostas de uma 
elevação (montanha). 
 
Figura 2.19. Conseqüências da Lei de Lambert na 
superfície da Terra 
 
 
 
 
66.. MMAARRCCHHAA AAPPAARREENNTTEE DDOO SSOOLL 
 
Quando observamos o Sol durante o dia, 
temos a impressão de que ele cruza o céu de 
leste para oeste (trajetória aparente do Sol). No 
entanto, a Terra é que gira de oeste para leste. 
Quando a Terra encontra-se no equinócio 
o Sol nasce bem à leste e põe-se ao oeste, pás-
sando ao meio dia a pino, ou pelo zênite do local. 
No início do inverno no hemisfério sul uma 
pessoa no equador vê o Sol nascer à leste, porém 
mais ao norte, o Sol não passa a pino, exatamente 
ao meio dia, passando à 23o 27' do zênite 
(solstício de inverno). 
No início do verão no Hemisfério sul uma 
pessoa no equador vê o Sol nascer à leste, porém 
mais ao sul, o Sol não passa a pino, exatamente 
ao meio dia, passando à 23o 27' do Zênite 
(solstício de verão). 
Uma pessoa sobre o trópico de 
Capricórnio, no inverno, observa o Sol ao meio dia 
com um ângulo de 46o 54' do Zênite. O Sol passa 
mais ao norte aquece menos a Terra (Lei de 
Lambert). 
 
Figura 2.20. Marcha aparente do Sol 
 
77.. MMEEDDIIDDAA DDOO TTEEMMPPOO 
 
Em consequência dos movimentos diurno 
e anual (aparente), o Sol descreve uma trajetória 
espiral de 365,24 espiras até 23o 27' para ambos 
os lados do equador. 
Um giro completo da Terra em seu eixo 
(movimento de rotação) define um dia civil de 
24 horas (mais precisamente 23 horas, 56 min e 
44 seg). 
Um giro completo da Terra ao redor do 
Sol (movimento de translação) define um ano 
civil com 365 dias. Na verdade este movimento 
dura 365 dias, 5 horas e 48 minutos, um pouco 
mais que um ano. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 18
 
Figura 2.21. Movimentos da Terra: Rotação e 
Translação 
 
Estas horas e minutos a mais formam de 4 
em 4 anos, um dia suplementar (29 de fevereiro), 
originando o ano bissexto com 366 dias (os anos 
bissextos são os divisíveis por quatro). 
Ao longo do movimento de rotação pontos 
sobre o mesmo meridiano, tem o "meio dia" ao 
mesmo tempo, pontos em diferentes meridianos 
têm "meio dia” diferentes (dia sideral). A hora dos 
relógios (horário civil) muda com a posição solar, 
no decorrer do dia. 
Como a Terra está girando (do oeste para 
leste), é natural que as horas não sejam as 
mesmas em diferentes longitudes (mais 
adiantadas nas longitudes que estejam à leste e 
mais atrasadas nas que estejam a oeste, onde o 
Sol passa primeiro). 
Se considerássemos rigorosamente as 
horas pela exata posição do Sol, elas variariam 
tanto que precisaríamos acertar os relógios cada 
vez que caminhássemos para leste ou para oeste. 
Para evitar esse problema, adotaram-se os fusos 
horários que correspondem a faixas horárias, 
no sentido dos meridianos, com diferença de 
uma hora, que definem a hora legal ou hora civil. 
Como o dia civil tem 24 horas e a Terra 
esférica possui 360o, cada fuso horário 
corresponde a uma faixa de 15o (360o/24 = 15o). 
Dentro dessa faixa de 15o a hora não variará, ou 
seja, todos os lugares em um mesmo fuso terão 
sempre a mesma hora civil. Cada fuso possui 
um meridiano central, cujos quais tem longitude 
de 15o, a partir do Meridiano de GW para cada 
lado, sendo que os horários serão mais cedo a 
oeste de GW e mais tarde a leste de GW. 
 
Figura 2.22. Definição dos Fusos Horários 
 
No 1o, 2o,3o ... fusos a oeste de Green-
wich, o tempo é 1, 2, 3... horas a menos do que 
Greenwich, no 1o, 2o,3o ... fusos a leste de 
Greenwich, o tempo é 1, 2, 3... horas a mais do 
que Greenwich. 
 O Brasil encontra-se a oeste de 
Greenwich e devido a sua grande extensão no 
sentido Leste-Oeste, abrange 4 fusos horários, 
que são os fusos de: Fernando de Noronha (-2 
horas de GW), Brasília (-3 horas de GW), Manaus 
(-4 horas de GW) e Acre (-5 horas de GW). 
 
Figura 2.23. Fusos horários no Brasil 
 
 
 
 
88.. DDIIAA EE NNOOIITTEESe a Terra estivesse parada, somente 
uma de suas faces seria iluminada enquanto a 
outra permaneceria escura. Na iluminada seria 
sempre dia, na escura sempre noite. Porém, a 
Terra gira, de modo que, durante as 24 horas, ora 
uma face é iluminada, ora outra, variando 
sucessiva e continuamente. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 19
Em consequência da rotação diária da 
Terra em redor do seu eixo inclinado (Rotação) e 
da revolução anual ao redor do Sol (Translação), 
a "iluminação“ (duração do dia) da Terra sofre 
variações diárias e anuais. 
 
Figura 2.24. Imagem mostrando a linha de separa-
ção entre o dia e a noite sobre a Europa e África. 
 
Os raios solares que incidem sobre a 
Terra, são paralelos à linha que liga o centro da 
Terra ao centro do Sol. Os raios tangenciais 
determinam na superfície da Terra um círculo 
máximo que define o limite de separação entre 
luz e sombra. 
 
 
Figura 2.25. Inclinação do eixo terrestre e 
luminosidade 
 
A iluminação e o aquecimento da Terra 
são moderados pelos seus Movimentos. 
Sem a rotação, um lado da Terra 
permaneceria sempre escuro, com temperaturas 
baixas (trevas eternas), e o outro lado sempre 
iluminado com super aquecimento. 
Se o eixo da Terra não fosse inclinado, e 
seu movimento fosse ao redor do eixo AA1 (como 
júpiter), os dias seriam iguais às noites em todas 
as partes, proporcionando um clima constante sem 
estações definidas. Sendo assim a inclinação do 
eixo terrestre é o agente moderador da variação 
da iluminação (duração dos dias) e do rigor do 
clima (estações do ano). 
Se a Terra não girasse ao redor do Sol 
(translação), também vários problemas: Devido à 
inclinação do eixo, que permanece sempre na 
mesma direção, na região A1A3 sempre seria dia 
e na região AA2 sempre noite. No hemisfério sul 
seria muito quente e no hemisfério norte muito frio. 
O movimento de translação ao redor do Sol evita 
estes problemas. 
Levando-se em consideração os movimen-
tos de Rotação e Translação e a inclinação do 
eixo terrestre, pode-se observar que: 
Só no equador os dias são iguais as noites 
(mesma duração) o ano todo. Nas outras latitudes 
os dias são maiores que as noites ou vice-versa 
dependendo da declinação solar. Pontos na 
mesma latitude têm a mesma duração do dia e da 
noite numa mesma data do ano. 
 A duração máxima do dia, que varia ao 
longo do ano, é denominada de fotoperíodo. 
 
 
99.. FFOOTTOOPPEERRÍÍOODDOO 
 
É o intervalo de tempo que transcorre 
entre o nascer e o ocaso do Sol. Varia ao longo 
das estações do ano, depende da latitude do local. 
Ver tabela da duração dos dias em anexos. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 20
No equador os dias são iguais às noites 
durante todo o ano. À medida que se afasta do 
equador, a duração dos dias e das noites é maior 
ou menor dependendo da época do ano. 
 
 
 
Figura 2.26. Fotoperíodo ou duração do dia 
 
 
No equador os dias são iguais às noites 
durante todo o ano. À medida que se afasta do 
equador, a duração dos dias e das noites é maior 
ou menor dependendo da época do ano. 
No início do verão do hemisfério sul, o 
fotoperíodo é maior que 12 horas e a noite menor 
que 12 horas, em qualquer latitude do equador até 
o círculo polar (no hemisfério norte é o oposto). 
No início da primavera e do outono, o 
dia dura como a noite, 12 horas em todas as 
latitudes, exceto nas calotas polares. 
No início do inverno o fotoperíodo dura 
menos de 12 horas e a noite mais de 12 horas, em 
todas as latitudes do hemisfério sul, exceto nas 
calotas polares. 
 
 
Figura 2.27. Variação do Fotoperíodo com a 
declinação solar e estações do ano 
A inclinação do eixo terrestre explica a 
sucessão das estações do ano e determina, 
também, a alternância das estações do 
hemisfério norte para o hemisfério sul. Durante 
a translação, a Terra fica sempre na mesma 
posição: com seu eixo inclinado sempre na 
mesma direção. Assim, às vezes o hemisfério sul 
recebe mais diretamente luz e calor do Sol, outras 
vezes é o hemisfério norte. O eixo terrestre 
conserva-se sempre paralelo a si mesmo durante 
o curso anual da Terra (Inércia), com isso, o pólo 
norte ficará meio ano voltado para o Sol e o pólo 
sul o outro meio ano é voltado para o Sol. Nas 
regiões polares o dia terá 6 meses de duração e a 
noite 6 meses, já no equador os dias e as noites 
serão de 12 horas. Nos outros pontos, dos pólos 
ao equador, apresentam mudanças contínuas na 
duração dos dias e noites, dependendo da 
declinação solar e da latitude, como será 
detalhado a seguir: 
* Lugares sobre o Equador (latitude 0o): A 
duração do dia é igual à da noite durante todo o 
ano. Na data dos equinócios (2 vezes) o Sol 
passará no Zênite do lugar, iluminando por igual 
os dois Hemisférios. 
* Lugares entre o Equador e o Círculo 
Polar Norte (0o até 66o 33' de latitude norte): Os 
pontos recebem iluminações diversas. Dia 21/06 o 
Sol culmina no Zênite dos lugares sobre o trópico 
de Câncer, começando o verão no hemisfério 
norte. A duração do dia varia com a latitude do 
local em função da inclinação do eixo terrestre, 
sendo de 12 horas no equador (0o) até 24 horas 
nos pontos sobre o círculo polar (66o 33' latitude 
norte). Entre estes as durações dos dias variam 
entre 12 a 24 horas conforme a latitude do local. A 
partir desta data, em função do movimento de 
Translação, os dias irão decrescer durante 6 
meses. No dia 23/09 em todos os pontos, a 
duração é de 12 horas, quando ocorrerá o 
equinócio de outono. No dia 22/12, quando ocorre 
o Solstício de inverno, as durações terão uma 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 21
variação de 12 a 0 horas, conforme as latitudes. A 
partir desta data (22/12) os dias irão crescer 
durante 6 meses. No dia 21/03 em todos os 
pontos, a duração é de 12 horas, quando ocorrerá 
o equinócio de primavera. No dia 21/06, quando 
ocorre o Solstício de verão, as durações terão uma 
variação entre 12 a 24 horas, conforme as 
latitudes. 
* Lugares entre o Equador e o Círculo 
Polar Sul (0o a 66o 33' de latitude sul): Estes 
pontos também recebem iluminações diversas, 
ocorrendo o inverso que ocorre no hemisfério 
norte. Dia 21/06 o Sol culmina no Zênite dos 
lugares sobre o trópico de Câncer, começando o 
inverno no hemisfério sul. A duração do dia varia 
com a latitude do local em função da inclinação do 
eixo terrestre, sendo de 12 horas no equador (0o) 
até 0 hora nos pontos sobre o Círculo Polar Sul 
(66o 33' latitude sul). Entre estes as durações dos 
dias variam entre 12 a 0 hora conforme a latitude 
do local. A partir desta data, em função do 
movimento de Translação, os dias irão crescer 
durante 6 meses. No dia 23/09 em todos os 
pontos, a duração é de 12 horas, quando ocorrerá 
o equinócio de primavera. No dia 22/12, quando 
ocorre o Solstício de verão, as durações terão uma 
variação de 12 a 24 horas, conforme as latitudes. 
A partir desta data (22/12) os dias irão decrescer 
durante 6 meses. No dia 21/03 em todos os 
pontos, a duração é de 12 horas, quando ocorrerá 
o equinócio de outono. No dia 21/06, quando 
ocorre o Solstício de inverno, as durações terão 
uma variação entre 12 a 0 hora, conforme as 
latitudes. 
* Lugares que estão sobre o Círculo Polar 
Norte (66o 33' de latitude norte): No dia 21/06 o Sol 
fica visível durante 48 horas consecutivas (2 dias 
de 24 horas), e após esta data diminuem durante 
6 meses de 24 a 0 horas. No dia 22/12 ocorre uma 
noite de 48 horas consecutivas (2 noites de 24 
horas), e após esta data os dias aumentam 
durante 6 meses de 0 a 24 horas. Durante os 
equinócios de outono e primavera (23/09e 21/03) 
os dias e as noites apresentam a mesma duração 
de 12 horas. 
* Lugares que estão sobre o Círculo Polar 
Sul (66o33' de latitude sul): Ocorre as mesmas 
durações com diferença de 6 meses. No dia 22/12 
o Sol fica visível durante 48 horas consecutivas (2 
dias de 24 horas), e após esta data diminuem 
durante 6 meses de 24 a 0 hora. No dia 21/06 
ocorre uma noite de 48 horas consecutivas (2 
noites de 24 horas), e após esta data os dias 
aumentam durante 6 meses de 0 a 24 horas. 
Durante os equinócios de outono e primavera 
(21/03 e 23/09) os dias e as noites apresentam a 
mesma duração de 12 horas. 
* Lugares que estão entre os Círculos 
Polares e os Pólos (66o 33' a 90o): Quanto mais 
perto o lugar considerado estiver do pólo norte ou 
sul tanto mais perto o Sol fica por cima do 
horizonte no verão, e por baixo do horizonte no 
inverno. No tempo dos equinócios os dias têm de 
12 a 24 horas, crescendo depois até 6 meses 
conforme a latitude. 
* Lugar que está no Pólo Norte ou Pólo Sul 
(90o): Em cada um dos dois pólos há um dia de 6 
meses e uma noite de 6 meses. Enquanto o pólo 
norte goza de seu dia de 6 meses, o pólo sul é 
envolvido em trevas, depois a luz passa durante 6 
meses para o pólo sul e o pólo norte fica em 
trevas. Nos pólos o Sol descreve em 24 horas um 
círculo completo, paralelo ao horizonte (e ao 
equador). Em 21/06 tem a altura máxima de 23o 
27' (igual a declinação do Sol). Em seguida a 
altura do Sol diminui, sendo em 23/09 igual a 0o. O 
Sol descreve, por conseguinte, uma curva 
Helicoidal, ficando no seu curso constantemente 
quase paralelo ao horizonte, porque nos pólos o 
horizonte geocêntrico coincide com o equador 
celeste. Em 23/09 o Sol circula sobre o horizonte 
do pólo norte e do pólo sul. Em 22/12 tem maior 
altura austral de 23o 27'. Em 21/03, está nova-
mente sobre os horizontes de ambos os pólos. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 22
III. A ATMOSFERA 
 
1. GENERALIDADES 
 
É a camada gasosa que envolve a Terra 
e a acompanha em seus movimentos, consiste 
numa mistura de gases, vapor d’água e 
impurezas. Se não existisse, não existiria vida na 
terra (animais e vegetais). Adquire coloração 
azulada devido a dispersão da luz solar (ondas 
curtas) pelas moléculas do ar. É transparente, 
impalpável, não tem sabor, odor e cor. 
Antigamente pensava-se que o ar fosse um “fluido 
sem peso”, ou seja, imponderável. Hoje se sabe 
que a atmosfera apresenta peso, ou seja, pode 
ser ponderada. 
 
Figura 3.1. A atmosfera é a finíssima camada 
gasosa que envolve a Terra. 
 
A temperatura é bastante variável nas 
distintas camadas da atmosfera. Na tropos-fera 
diminui numa proporção média de 0,65o C para 
cada elevação de l00 m (gradiente térmico) 
variando nas diversas estações do ano, conforme 
a hora do dia, localidade, etc. Nas camadas mais 
altas da Troposfera a temperatura atinge 
valores de –60o C. Na termosfera as 
temperaturas são bastante altas chegando a + de 
1000o C. 
2. ESTRUTURA 
 
Altura acima de 1500 Km. Dividida de 
forma geral em 4 ou 5 regiões distintas 
(características homogêneas). A subdivisão é 
arbitraria, constitui-se numa convenção adotada 
em Meteorologia. As sub-divisões (regiões) da 
Atmosfera são: 
 
Figura. 3.2. Regiões da atmosfera terrestre 
 
a) Troposfera: Altura de ±12 Km. É a pri-
meira camada acima da superfície e apresenta-se 
de grande importância para os meteorologistas, 
onde ocorrem os fenômenos meteorológicos. 
Nesta ocorrem as variações atmosféricas, 
formam-se os ventos, nuvens e chuvas. É a 
camada sujeita as variações segundo a latitude e 
as estações do ano. São registradas as variações 
termométricas e barométricas. Temperatura e 
Pressão diminuem com a altitude. Sua espessura 
é variável com a latitude e com as estações do 
ano, sendo em torno de 8 km nos pólos e 16 km 
 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 23
no equador. Apresenta-se menos alta no inverno, 
tendendo a aumentar no verão, obedecendo a lei 
de expansão dos gases e a influência do calor da 
radiação solar acumulada na superfície da Terra. 
Nesta camada concentra-se 80% dos gases da 
atmosfera e 75% de todo seu peso. Excluindo-se 
o vapor d'água, a composição do ar e constante 
nesta camada. 
b) Estratosfera: Mede cerca de 65 km 
(40 - 70 km), iniciando-se a partir da troposfera. 
Apresenta-se em repouso sem vento e sem 
tempestades, sem chuvas, sua temperatura é 
muito baixa (-50o C) e constante. Predomínio de 
gás nitrogênio, não existe oxigênio, mas 
encontra-se em quantidade apreciável o 
hidrogênio. Nas regiões elevadas da estratosfera 
(20 - 35 km) encontra-se a sub-camada de 
ozônio (O3) ou ozonosfera com propriedades 
distintas do oxigênio (O2) e na região entre a 
troposfera e a estratosfera existe outra sub-
camada denominada de Tropopausa. 
Ozonosfera: Sub-camada responsável pelo 
controle da quantidade de radiação ultravioleta 
(comprimento de onda 0,2 - 0,4 µ�), de origem 
solar, que atinge a Terra. Funciona como um 
"filtro solar", permitindo a vida sobre a terra. A 
absorção das radiações UV provoca o 
aquecimento desta camada, causando perturba-
ções atmosféricas nas regiões superiores. 
Tropopausa: Entre a troposfera e a estratos-
fera (11 - 17 km), é uma camada de separação, 
intermediária. Parece ter a função de zona de 
inversão térmica. Sua altura varia com a latitude 
e estações do ano, não apresentando altitude 
determinada. Apresenta-se como, uma camada 
deprimida nos pólos e dilatada no equador. 
c) Mesosfera ou Camada Hidrogenada: 
Com espessura de 120 km que se inicia a mais 
ou menos 80 km, superpondo-se a estratosfera. É 
formada predominantemente de hidrogênio. 
d) Termosfera ou Ionosfera: Esta 
camada esta acima de 200 km (até 500 km) de 
altura e estende-se por muitas centenas de 
quilômetros, onde as moléculas se acham 
ionizadas, ou seja, as radiações solares, 
partículas, raios cósmicos e meteoritos 
microscópicos provocam a fissão das moléculas 
de oxigênio. 
 e) Exosfera: é a camada mais externa da 
atmosfera, os gases encontram-se bastante 
rarefeitos ou inexistem. 
 
 
3. PESO DA ATMOSFERA 
 
Metade do peso da atmosfera esta abaixo 
de 5,6 km de altitude. A medida que consideramos 
camadas da atmosfera cada vez mais altas, elas 
se tornam menos densas. 
A atmosfera apresenta uma pressão de 
1,033 kg.cm-2 na superf do planeta, ao nível do 
mar. Sabendo a superfície total do planeta, 
podemos calcular o peso total da atmosfera. A 
superfície total do globo é de 5l0 l00 800 km2, 
obtemos assim o peso total da atmosfera 
que corresponde a 5 269 341 264 000 000 de 
toneladas (peso equivalente a 479.031 cubos 
maciços de chumbo, tendo cada cubo 1 km de 
lado). 
 
Figura 3.3. Peso da atmosfera ao nível do mar 
 
Segundo a Lei de Pascal a pressão em 
um fluido é exercida em todas as direções. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 24
4. COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA 
 
É praticamente constante, salvo varia-
ções nas quantidades de gás carbônico (CO2), 
ozônio (O3) e vapor d'água. Sua composição 
próxima da superfície (válido até 25 km de 
altitude) é de ar puro e seco, impurezas e vapor 
d’água: 
 
Tabela. Constituintes do ar seco 
 
 
 
 
Ar puro e 
seco 
(invariável) 
Componentes Volume percentual 
Nitrogênio 78,09 
 
99,997 
Oxigênio 20,95 
Argônio 0,93 
Gás Carbônico 0,03 
Neônio 
Kriptônio 
Hélio 
Ozônio 
etc. 
 
 
Traços 
 
Sem 
importância 
como 
volume 
 
 
 
Tabela. Constituintes das impurezas do ar. 
 
 
 
 
Impurezas 
Fumaça, cinzas vulcânicas: com a 
explosãodo vulcão Krakatoa, entre 
Java e Sumatra, as cinzas ficaram 
suspensas por mais de 3 anos em 
toda a terra. 
Poeira e partículas higroscópicas. 
Sementes, pólen, esporos, etc.: que a 
chuva traz para a superfície. 
 
 
O Dióxido de carbono, gás que se 
encontra numa percentagem muito baixa na 
atmosfera. Importante para que os vegetais 
realizem a fotossíntese (Tecidos vegetais). Os 
seres vivos devolvem-no ao ambiente pela 
respiração. Permite também reter o calor na 
atmosfera. 
O Oxigênio é importante para que a vida 
no planeta seja possível, já que é respirado por 
todos os seres vivos. Permite a combustão dos 
materiais para obter energia, e é fonte de 
purificação do ar e das águas, entre outras 
funções. 
O Nitrogênio ao combinar-se com outras 
substancias, este gás forma excelentes 
fertilizantes, que permitem o crescimento dos 
vegetais. No entanto, sua função mais importante 
é tornar respirável o oxigênio, já que o dilui. 
O Vapor d’água, estado gasoso da água 
que é fundamental para a formação das nuvens. 
Quando o vapor d’água precipita, na forma de 
chuva ou outras, é utilizado pelos animais e 
vegetais. Também, retém o calor na atmosfera. 
Sua concentração é variável, e depende da 
distância que exista ao mar e da altitude. É a fonte 
dos hidrometeoros: chuva, granizo, neve, orvalho, 
geada, etc. Ocorre apenas na troposfera. 
O Ozônio cumpre uma função muito 
importante, já que serve de filtro da radiação 
solar, absorvendo radiação ultravioleta. A 
passagem destas radiações até a Terra provoca 
muitos problemas aos seres vivos, como maior 
dano aos olhos, câncer de pele e destruição dos 
vegetais e microorganismos. 
Suspeita-se que as emissões de alguns 
gases decorrentes de atividades humanas, 
principalmente os CFCs, são responsáveis pela 
destruição do Ozônio, o que é evidenciado pelos 
grandiosos buracos existentes na subcamada de 
ozônio, principalmente sobre os pólos. 
 
Figura 3.4. Subcamada de Ozônio e Buraco sobre 
o pólo Sul em 2000. 
 
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IV–FATORES CLIMÁTICOS E METEOROLÓGICOS 
 
São os agentes que condicionam os fe-
nômenos atmosféricos (meteoros). Ex: altitude, 
latitude, relevo, continentalidade (oceanidade), 
circulação atmosférica, correntes marítimas, etc. 
 
 
1. ASPÉCTOS DO CLIMA: MACRO, TOPO E 
MICRO-CLIMA 
 
Na climatologia agrícola, o clima deve ser 
considerado sob três diferentes aspectos: 
macro-clima, topo-clima e micro-clima. 
a) MACRO-CLIMA: é o clima da região 
(clima regional ou geográfico). Caracterizado 
pelos elementos meteorológicos obtidos nas es-
tações climatológicas padrões, onde os instru-
mentos são expostos em condições conven-
cionais, padronizados, para afastar influencias 
locais condicionadas pela forma de exposição 
instrumental. O macro-clima é uma característica 
geográfica da região e normalmente não pode 
ser modificado pelo homem. Depende dos 
fatores climatológicos, que são condicionados 
pelas características geográficas locais (altitude, 
relevo, etc.). O Agricultor aproveita das 
condições favoráveis do macro-clima para 
cultivar as plantas a ele adaptadas. Pode-se 
dizer: O macro-clima da região do Planalto 
Catarinense, de Campinas, de Pinhal, de Recife, 
de Buenos Aires, de Bombaim, etc. 
b) TOPO-CLIMA: é o clima local. 
Corresponde às condições climáticas próprias 
de um terreno em função de sua topografia, 
exposição cardinal, configuração topográfica, 
disposição dos acidentes topográficos, etc. 
Durante o dia, um terreno com exposição norte é 
mais ensolarado ou batido pelo Sol que um 
terreno de face sul. É, pois topograficamente mais 
quente. Durante a noite um terreno de baixada 
de configuração côncava, onde se concentra o ar 
frio que escorre dos outros terrenos vizinhos mais 
altos, é mais frio que outro terreno elevado ou 
convexo, não sujeito à estagnação ou 
convergência do ar frio. Esses terrenos baixos, 
em depressão são, pois, topograficamente, mais 
frios e mais sujeitos as geadas em noites frias, 
ou as neblinas em noites com atmosferas 
úmidas. O topo-clima não depende dos fatores 
geográficos, mas sim dos fatores locais e 
acidentes topográficos. Pode variar muito, de 
lugar para outro, numa mesma região. O 
agricultor pode escolher em sua propriedade o 
terreno com o topo-clima mais adequado para 
cada atividade agrícola que pratica. 
c) MICRO-CLIMA: é o clima condiciona-
do pela cobertura do solo. Ex., o micro-clima de 
um terreno coberto com mata é diferente do 
micro-clima de outro coberto com grama, cana-
vial ou cafezal, de água, palha, areia ou qualquer 
outro tipo de revestimento do solo, etc. Um terreno 
nu tem o micro-clima próprio. O micro-clima de um 
terreno cultivado pode ser modificado e 
condicionado pelo agricultor. Depende do tipo de 
cultura e cultivo que faz, do espaçamento, das 
praticas culturais, da poda, arborização, etc. 
A distinção dos três diferentes 
aspectos do clima é fundamental para a 
climatologia agrícola. Sem uma visão clara 
desses aspectos não se pode compreender bem a 
climatologia e sua aplicação na agronomia. 
 
 
2. FATORES METEOROLÓGICOS MACRO-
CLIMATICOS 
 
São os de ordem geográfica. Condicio-
nam o clima regional, geral ou macro-clima de 
uma região. Podemos Citar: Radiação solar; 
Fatores atmosféricos; Natureza da superfície; 
Altitude; Circulação geral da atmosférica; 
Circulação local da atmosfera; Correntes 
marítimas; Continentalidade; Orografia... 
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2.1. RADIAÇÃO SOLAR 
 
O Sol é a única fonte de energia na su-
perfície da Terra, ligada aos fenômenos meteoro-
lógica. A superfície solar, com aproximadamente 
5500 °C (5760 °k), emite grande quantidade de 
energia radiante, sendo que a Terra intercepta 
uma fração insignificante (1/2.000.000.000), mas 
que é suficiente para condicionar o tempo. 
Assim, a radiação solar (energia solar) é o 
móvel e o fator fundamental do clima. A energia 
solar que chega ao topo da atmosfera terrestre é 
chamada de: Radiação solar extraterrestre, 
Radiação solar no topo da atmosférica, ou 
Radiação solar na ausência de atmosfera: 
Esta quantidade de energia que chega 
verticalmente, com a radiação solar acima da 
atmosfera é praticamente constante, daí denomi-
nada constante solar e definida como segue: 
CONSTANTE SOLAR: é a quantidade 
média de calorias por centímetro quadrado que 
chega por minuto a Terra, supondo a ausência 
da atmosfera (Cal/cm2/min). É igual a 1,97 
Cal/cm2/min. Atualmente, admite-se que é ±2,0 
cal/cm2/min. 
Em média a Terra recebe, nos trópicos 
acima da atmosfera, em superfície horizontal cerca 
de 800 cal/cm2/dia. Nas diferentes latitudes e 
estações do ano essas quantidades de energia 
solar variam bastante. 
A Radiação global corresponde à quanti-
dade de energia solar que chega à superfície da 
Terra. Três causas modificam esta quantidade de 
energia solar recebida na superf da Terra: 
* Variação do angulo de incidência (Z). 
* Variação da duração do dia e da noite. 
* Variação da distância do sol. 
a) Variação do angulo de incidência (Z): 
o aumento do ângulo de incidência (Z) reduz o 
aquecimento da superfície pela ampliação da 
área a ser aquecida. Esta redução é proporcional 
ao co-seno de Z (Lei de Lambert). 
Supondo Z = 60° Cos60° = 0,5. 
 
Portanto, se a inclinação (Z) for de 60°, a 
redução será de 0,5 só em função da ampliação 
da área a ser aquecida. A redução do aqueci-
mento será maior se for considerado o aumento 
da massa atmosférica, a ser atravessada. 
b) Variação da duração do dia: varia 
segundo a latitude e estação do ano. 
O eixo da Terra está inclinado de 23°27’ 
em relação ao plano da eclíptica.Esse fato 
condiciona as estações do ano. Aliado à latitu-
de, à inclinação resulta a enorme variação da 
duração do dia no curso do ano. No geral, quan-
to maior a duração do dia maior a quantidade 
de energia que incide no local considerado. 
c) Distancia do Sol: A órbita da Terra em 
torno do sol é ligeiramente elíptica. Dessa forma 
no afélio, quando a Terra esta mais afastada 
seria mais fria. Ao contrário, no periélio, estaria 
mais quente. Mas a diferença na quantidade de 
calor recebida pela Terra entre uma e outra 
posição é muito pequena, apenas de 2%. Pouco 
efeito representa. Como a Terra acha-se no afélio 
em julho (inverno do H. sul), pode-se inferir que, 
em igualdade de condições, o inverno nesse 
hemisfério seria mais rigoroso que o do H. 
norte, o que não ocorre. Porque? 
 
ESPECTRO SOLAR: A energia emitida 
pelo Sol (Radiação solar) é constituída por um 
conjunto de ondas eletromagnéticas de vários 
comprimentos, que recebe o nome de espectro 
solar, sendo que cada faixa de comprimento de 
ondas, apresenta características peculiares, 
principalmente quanto a seus distintos efeitos 
sobre as plantas. O Sol emite radiação em 
praticamente todos os comprimentos de onda 
mas, cerca de 99% da energia solar tem 
comprimento entre 0,2 e 4,0 micra, intervalo este 
chamado "domínio da radiação solar”. 
 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 27
 
Figura 4.1. Espectro Solar 
 
A Comissão Holandesa de Irradiação 
Vegetal, em 1953, estabeleceu os efeitos específi-
cos causados por determinados trechos do espec-
tro, estabelecendo oito faixas diversas com 
características próprias: 
1a faixa: Radiações com comprimento de onda 
maior que 1 micra (µ). Não causam danos às plan-
tas e são por elas absorvidas. São aproveitadas 
sob a forma de calor sem que haja interferência 
com os processos biológicos. 
2a faixa: Radiações entre 1 e 0,72µ. Exercem efei-
to sobre o crescimento das plantas. Próximo a 1µ 
é importante para o fotoperiodismo, germinação da 
semente, controle de floração e coloração do fruto. 
3a faixa: Radiações entre 0,72 e 0,61µ. São forte-
mente absorvidas pela clorofila. Gera forte ativida-
de fotossintética, apresentando também forte ati-
vidade fotoperiódica. 
4a faixa: Radiações entre 0,61 e 0,51µ. Tem baixo 
efeito fotossintético e de fraca ação sobre a 
formação da planta. Corresponde à região verde 
do espectro. 
5a faixa: Radiações entre 0,51 e 0,40µ. É a região 
mais fortemente absorvida pelos pigmentos ama-
relos e pela clorofila. Corresponde ao azul violeta 
e é também de grande atividade fotossintética, 
exercendo vigorosa ação na formação da planta. 
6a faixa: Radiações entre 0,40 e 0,315 µ. Exerce 
efeitos de formação. As plantas tornam-se mais 
baixas e as folhas mais grossas. 
7a faixa: Radiações entre 0,315 e 0,28 µ. É 
prejudicial à maioria das plantas. 
8a faixa: Radiações com um comprimento de onda 
menor que 0,28µ. Mata as plantas. 
 
Figura 4.2. Distribuição da Energia solar na 
atmosfera - Espectro de Radiação solar 
 
O Balanço Radioativo do Sistema Ter-
ra-Atmosfera pode ser resumido em: O ar puro 
(seco e transparente) e o vapor d'água absorvem 
pouco as radiações de ondas curtas e médias 
(< 0,92µ). 
O aquecimento principalmente nas 
camadas inferiores da atmosfera se dá graças a 
emissão da superfície da terra, que absorve e 
emite a energia incidente provinda do Sol em 
radiações caloríficas de maior comprimento de 
onda (infravermelho), que são absorvidas pelo 
vapor d'água da atmosfera, CO2 e outros gazes 
e poeiras existentes (principalmente nos 
primeiros 5 Km da Troposfera), fenômeno que se 
deu o nome de Efeito Estufa. 
 
Figura 4.3. A radiação solar atravessa a atmosfera 
e aquece a superfície da Terra e a troposfera. 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 28
No Balanço energético da Radiação na 
atmosfera temos: 
 
Figura 4.4. Balanço de Radiação solar no sistema 
Terra-atmosfera 
 
1) Difusão (Refração), reflexão e absorção pela 
atmosfera: diminuem a intensidade da radiação 
(átomos de oxigênio, Ozônio, vapor d'água e CO2). 
2) Radiação emitida da atmosfera (Radiação do 
céu): Incide sobre o solo, vinda de todas as 
direções (parcela da radiação difusa). Sua 
intensidade depende da latitude, altitude, ângulo 
solar, nebulosidade e turbidez da atmosfera. 
3) Radiação solar direta: aquela não é 
interceptada pela atmosfera. A soma da radiação 
difusa com a direta é a Radiação Global, ou seja, 
a radiação recebida na superfície da Terra. 
4) Reflexão e difusão do solo: nem toda a 
radiação global é retida pela superfície da terra. 
Parte é refletida e parte é difundida. 
A intensidade da reflexividade depende da 
natureza e do estado da superfície que recebe a 
radiação. 
Albedo: é o coeficiente de reflexão 
(proporção da radiação refletida e a radiação total 
recebida), varia em função das características da 
superfície. 
EX: neve: r = 85%; vegetação: r = 25% (ver tabela 
em anexos). 
5. Absorção pelo solo: O solo absorve parte da 
energia que chega, aquecendo-se e transferindo 
calor por condução, para as camadas mais 
profundas. Parte desta energia absorvida é 
transferida para a atmosfera por: Condução, 
Convecção, Irradiação (Efeito estufa) e calor 
latente (Evaporação da água). A radiação recebida 
que não é refletida ou reirradiada é conhecida 
como "radiação líquida", que é a medida da 
energia disponível na superfície do solo. 
 
 
2.2. Fatores atmosféricos 
 
A atmosfera é o envoltório gasoso da 
Terra. Sua composição próxima da superfície é de 
ar puro e seco, impurezas e vapor d’água. 
* Características da atmosfera: densidade de-
cresce com a altitude. Seu limite superior é muito 
difuso. Acima de 100 km, praticamente inexiste. É 
elástica (compressível). Exerce fricção (atrito), 
destruindo os meteoritos, que a atingem a 
altíssimas velocidades. 
* Efeito de termostato: controla a temperatura da 
Terra. Evita superaquecimento diurno e o super-
resfriamento noturno. 
 
Figura 4.5. Efeito protetor da atmosfera terrestre, 
na redução das variações extremas das 
temperaturas. 
 
Obs. Lua: sem atmosfera; ha grandes diferenças 
termométricas entre dia e noite; 
Terra: com atmosfera; pequenas diferenças 
termométricas entre dia e noite. 
Efeitos da inclinação dos raios solares: 
A forma redonda da Terra resulta na obliquidade 
Meteorologia e Climatologia. Prof. Dr. Célio Orli Cardoso. 2/2005 29
da incidência dos raios na maior parte da 
superfície. 
Dois efeitos surgem: 
a) Aumenta a massa atmosférica a atravessar e 
assim aumentam as perdas; 
b) Dilui e espalha a radiação incidente na 
superfície. 
Figura 4.6. Ângulo de incidência e massa 
atmosférica. Efeitos da obliquidade dos raios 
solares: diluição da incidência de energia na 
superfície e aumento da absorção pela atmosfera 
(aumento da massa atmosférica). 
 
Massa atmosférica: é massa atravessada pela 
radiação, na distância zenital. 
Perdas da radiação solar na passagem 
pela atmosfera: 
a) Absorção: transformação da radiação em calor 
sensível (processo seletivo). 
* Ozônio é mais eficiente para radiação 
ultravioleta (< 0,3 µ). 
* Gás Carbônico (CO2) é mais efetivo na 
banda de 15 µ (ondas longas, sendo desprezível); 
* Vapor d’água é mais efetivo entre 0,8 a 
2,7 µ e acima de 15 µ (desprezível); 
* Nuvens e nevoeiros: radiação infraver-
melho (> 0,7 µ) e refletem a radiação luminosa. 
b) Espalhamento (ou Difusão): devido à refração 
(desvio na direção dos raios) principalmente das 
ondas mais curtas do espectro solar provocada 
pelas minúsculas partículas em suspensão no ar e 
pelas próprias moléculas do ar (processo seletivo),