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Climatologia Geográfica – Noções Básicas 2015 Organizado por Gustavo Oliveira Kwiatkowski Acadêmico do Curso de Geografia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) Climatologia Geográfica: Noções Básicas Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 2 APRESENTAÇÃO Tempo e clima. Ouvimos mais que diariamente esses termos, muitas vezes empregados de maneira errônea e/ou muitas vezes na famosa previsão do tempo. Escutamos falar muitas vezes dos fenômenos La Niña e El Niño, ou sobre frentes frias, ou que irá chover devido a uma condição de baixa pressão ou sobre as chuvas orográficas devido ao Planalto da Borborema, porém o que todas essas informações e conceitos significam? O presente trabalho busca fornecer uma explicação resumida para muitos desses conceitos básicos da Climatologia que estuda o clima baseando-se em dados estatísticos sobre o tempo. É talvez um trabalho ousado para um simples acadêmico do curso de Geografia, contudo busca ser uma simples base para os estudos nessa área, um “resumão” para uma compreensão mais fácil de uma infinidade de termos específicos e uma explicação para os inúmeros fenômenos atmosféricos gerados pelos elementos e fatores climáticos, é mais específico para os acadêmicos que estão cursando ou irão cursar a disciplina de Climatologia Geográfica, no entanto é um trabalho de linguagem simples a todos que buscarem entender um pouco mais sobre esse ramo do conhecimento geográfico. Não se buscou seguir o rigor acadêmico e nem se citar numerosos autores. Esse trabalho é o resultado da organização dos resumos antes feitos por mim para as avaliações da disciplina, complementado alguns termos, buscando na bibliografia que estará presente no final dessa obra uma melhor definição e muitas vezes “traduzindo” essas definições para uma linguagem mais acessível. A construção desse trabalho deu-se em três partes. A primeira traz o estudo dos conceitos básicos da Climatologia, da atmosfera (que é onde os fenômenos climáticos se desenvolvem), da radiação solar (principal fonte de energia do sistema climático), da temperatura do ar e os fatores que provocam sua variação e da umidade do ar. O segundo momento busca explicar como a pressão atmosférica influencia no sistema climático, os movimentos atmosféricos (ventos e correntes de ar), as nuvens e a sua formação, e a precipitação pluviométrica. A última parte buscar dar atenção aos fenômenos climáticos La Niña e El Niño, chuva ácida, entre outros. Agradeço a todos que, direta ou indiretamente, colaboraram com a produção desse trabalho e principalmente ao Professor Doutor Cássio Wollmann que ministrou com maestria a disciplina de Climatologia Geográfica I transmitindo a maioria dos conhecimentos aqui expostos e ao meu colega de curso Mederson Benites Fagundes pelo incentivo e críticas. Dedico esse trabalho ao meu pai que com suas experiências empíricas e conhecimentos herdados do pai dele, meu avô, proporcionou-me momentos reflexão sobre a verdadeira finalidade do mundo acadêmico durante o desenvolvimento dessa apostila. Bons estudos! Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 3 Climatologia Geográfica I NOÇÕES BÁSICAS DE CLIMATOLOGIA GEOGRÁFICA PRIMEIRA PARTE CONCEITOS BÁSICOS TEMPO: é um estado da atmosfera em um determinado instante e lugar; é momentâneo; ocorre num período de curta duração. (Efêmero/Mutável) CLIMA: é a síntese do tempo, num determinado local, durante um período entre 30-35 anos; é o resultado das análises das condições climáticas durante determinados períodos; o clima pode variar com a passagem de grandes períodos de tempo cronológico. É definido a partir das médias das observações do tempo. (Constante/Duradouro) METEREOLOGIA: é a ciência que estuda a atmosfera, em seu caráter físico, químico e dinâmico aplicando as leis físicas clássicas e técnicas matemáticas em seu estudo de processos atmosféricos; é o estudo do tempo. Divide-se em áreas de estudo: - Metereologia Física: estuda os fenômenos físicos e químicos da atmosfera; - Metereologia Sinótica: estudos relacionados com a previsão do tempo; - Metereologia Dinâmica: estuda os movimentos atmosféricos; - Metereologia Histórica: estuda as condições atmosféricas do passado. CLIMATOLOGIA: é o estudo do clima baseando-se em dados estatísticos sobre o tempo. É a espacialização dos fenômenos atmosféricos e dos elementos do clima. Divide-se em áreas de estudo: Climatologia Regional: descrição dos climas de determinado local; Climatologia Sinótica: estuda o tempo e o clima de determinada área com a relação entre o padrão atmosférico predominante; Climatologia Física: envolve a investigação da variabilidade dos elementos climáticos em termos de princípios físicos. Dá-se ênfase à energia global e regimes de balanço hídrico; Climatologia Dinâmica: enfatiza os movimentos atmosféricos em várias escalas; Climatologia Aplicada: é o estudo do clima voltado a solucionar problemas práticos que afetam a humanidade; Climatologia Histórica: é o estudo do desenvolvimento dos climas através dos tempos; Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 4 Bioclimatologia: estuda os fenômenos que regem os mecanismos da natureza; Climatologia Agrícola: estuda os fenômenos climatológicos ligados à produção animal e vegetal, tentando estimar os fenômenos para evitar perdas críticas na produção; Outras: Climatologia das Construções; Climatologia Urbana, Climatologia Estatística. A IMPORTÂNCIA DA ATMOSFERA A atmosfera atua em diversos domínios, sua importância pode ser vista: Nos processos biológicos (fotossíntese e respiração); Na filtração da radiação solar (Camada de Ozônio); Na regulação da energia solar que chega a Terra; Na desintegração de meteoritos; No transporte de calor e umidade; Na manutenção da Terra aquecida (EFEITO ESTUFA); Na erosão dos solos (VENTO); Na produção de ondas e impulsiona as correntes marinhas (VENTO); No transporte de polens e insetos favorecendo a distribuição de vida. ELEMENTOS E FATORES CLIMÁTICOS 1. FATORES Altitude Latitude Continentalidade Maritimidade 2. ELEMENTOS Temperatura Precipitação Pressão Atmosférica Ventos Climatologia Geográfica – Noções Básicas A ATMOSFERA A atmosfera é uma camada fina de gases, sem cheiro, sem cor e sem gosto, presa à Terra pela força da gravidade. A atmosfera compreende uma mistura mecânica estável de gases. É uma camada relativamente fina composta por gases e aerossóis que envolvem a Terra, 99% de sua massa está nos primeiros 32 km. Está camada é essencial para a vida e o funcionamento ordenado dos processos físicos e biológicos sobre a Terra. A atmosfera protege os organismos da exposição a níveis arriscados de radiação ultravioleta. Contém gases necessários para os processos vitais de respiração celular e fotossíntese e fornece a água necessária para a vida. É composta principalmente de Nitrogênio e Oxigênio, e outros gases em menores quantidades. Apesar da abundância do Nitrogênio, o mesmo não interfere nos fenômenos metereológicos. Enquanto, dióxido de carbono, ozônio, vapor de água e os aerossóis ocorrem em pequenas concentrações e são importantes para o sistema climático. COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA A) VAPOR D’ÁGUA: O conteúdo de vapor pode variar de zero,em regiões áridas, até cerca de 3- 4% nos trópicos úmidos. O conteúdo de vapor d’água na atmosfera está estreitamente relacionado com a temperatura do ar e com a disponibilidade de água na superfície terrestre. Quase ausente entre 10 – 12 km acima da superfície terrestre. Devido à eficiência da turbulência que são mais eficazes abaixo de 10 km. B) OZÔNIO: Concentrado entre as altitudes de 13 e 35 km da atmosfera. O conteúdo é baixo sobre o Equador e alto nos polos em latitudes maiores de 50º. Forma-se pela ação dos raios ultravioletas sobre as moléculas de oxigênio. Apesar da ruptura do oxigênio usualmente ocorrer entre 80 a 100 km. A formação do ozônio somente se dá entre 30 a 60 km. Este fato se dá devido à baixa densidade atmosférica. A ligação do ozônio é instável e pode ser facilmente rompida através da incidência de radiação ou mesmo pelo choque de oxigênio monoatômico (O), formando gás oxigênio como segue: Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 6 O ozônio se concentra na Estratosfera e é responsável por absorver parte da radiação ultravioleta que chega a Terra e por absorver a radiação solar essa camada apresenta maiores temperaturas. C) DIÓXIDO DE CARBONO: Entra na atmosfera principalmente por meio da ação dos organismos vivos nos oceanos e continentes. A fotossíntese remove cerca de 3 a 9% do dióxido de carbono do mundo anualmente ajudando assim a manter o equilíbrio da quantidade de dióxido de carbono. O uso de combustíveis fósseis tem propiciado o aumento da concentração desse gás. O vapor de água junto ao dióxido de carbono é responsável pelo EFEITO ESTUFA que faz com que a radiação que a Terra recebe não seja totalmente refletida de volta para o espaço, mantendo assim a Terra aquecida. Sem o efeito estufa a temperatura média da Terra seria muito baixa. D) AEROSSÓIS: Os núcleos higroscópicos ou aerossóis são responsáveis pela formação de nuvens, nevoeiros, em geral é responsável pela condensação da água. POR QUE EXISTE UM CICLO SAZONAL DO CARBONO? Durante o outono e o inverno, as plantas morrem liberando grande quantidade de dióxido de carbono, o que aumenta a quantidade de CO² na atmosfera, aumentando os indicadores. Durante a primavera e o verão as plantas absorvem esse gás para crescerem tirando assim grande parte dele da atmosfera, diminuindo a quantidade de CO² na atmosfera diminuindo assim os indicadores. O EFEITO ESTUFA é um processo natural que ocorre quando a radiação infravermelha emitida pela superfície é impedida de escapar e retornando a superfície. Sem o efeito estufa a temperatura média da Terra seria cerca de -18°. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 7 A MASSA DA ATMOSFERA As principais características da atmosfera quanto a sua massa são: a mistura mecânica de gases; extremamente volátil; compressível; e com grande capacidade de expansão. Quanto à distribuição vertical, tem-se que a densidade média da atmosfera diminui a partir da superfície. Metade do total da massa atmosférica está concentrada abaixo de 5 km. A pressão atmosférica diminui logaritmicamente com o aumento da altitude atmosférica. À medida que elevamos a altitude o ar torna-se cada vez mais rarefeito, até chegar ao espaço sideral. A densidade do ar depende da temperatura, do teor de vapor d’água e da gravidade. CLASSIFICAÇÃO DA ESTRUTURA HORIZONTAL DA ATMOSFERA HOMOSFERA: Estende-se de 0 a 80 km; os gases se encontram misturados; compreende a TROPOSFERA, TROPOPAUSA, ESTRATOSFERA, ESTRATOPAUSA, MESOSFERA e MESOPAUSA. TROPOSFERA – Camada mais baixa da atmosfera contém 75% da massa gasosa total da atmosfera; é onde ocorrem os fenômenos do tempo atmosférico e turbulências, e se estabelecem as condições do tempo. As temperaturas nessa camada diminuem devido à altitude, uma taxa de 6,5º C por km; TROPOPAUSA – Localiza-se acima da troposfera, a uma altura inconstante, variando de 8 km (polos) a 16 km (Equador); caracterizada pela inversão térmica; ESTRATOSFERA – Estende-se até 5 km sobre a tropopausa, a temperatura aumenta devido a Camada de Ozônio; contém pouco ou nenhum vapor d’água; os eventos da estratosfera estão ligados às mudanças de temperatura e circulação na troposfera; ESTRATOPAUSA – Camada isotérmica (de temperatura constante) superior a estratosfera; MESOSFERA – A temperatura tende a diminuir com a altitude até chegar a 90ºC aos 80 km. A pressão atmosférica é baixa; MESOPAUSA – A temperatura permanece constante; HETEROSFERA: Estende-se acima dos 90 km de altitude até o espaço sideral, a disposição dos gases ocorre pelo peso atômico. Os gases se estruturam horizontalmente na seguinte configuração: Nitrogênio – Oxigênio – Hélio – Hidrogênio. Compreende a TERMOSFERA ou EXOSFERA. TERMOSFERA ou EXOSFERA: As temperaturas vão aumentando devido a essa camada ser atingida diretamente pela radiação solar; as temperaturas vão aumentando até chegar à temperatura do Sol. Acima dos 100 km ocorre a ionização devido a ação dos raios UV e Raios-X, nessa camada localiza-se a IONOSFERA (100 a 900 km) onde há uma concentração alta de íons, é onde ocorrem as auroras austral e boreal, também é nessa camada que as ondas AM e FM se propagam. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 8 Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 9 RADIAÇÃO SOLAR O Sol é a principal fonte de energia do sistema climático, sendo responsável por 99,97% da energia usada no sistema Terra-Atmosfera. Desse modo a radiação solar é a primeira causa do tempo e do clima. O Sol é uma esfera gasosa, luminosa, sua superfície possui temperatura aproximada de 6.000ºC e emite energia em ondas eletromagnéticas, que se propagam à razão de aproximadamente 299.300 km/s, a energia que parte radialmente do sol leva aproximadamente 9 minutos para chegar ao planeta Terra. Influencia diretamente na temperatura (sendo a temperatura do ar a quantidade de energia presente nesse ar). Todas as variações diárias, sazonais e espaciais se devem as variações de energia recebida pela Terra. Ao mesmo tempo em que intercepta radiação a Terra irradia energia pra o espaço, esses processos de entrada e saída de radiação são contínuos. A distribuição da radiação solar na superfície não é simétrica, porque em janeiro a Terra está mais próxima ao Sol. O hemisfério norte recebe mais irradiação no inverno e menos no verão. O hemisfério sul recebe mais irradiação no verão e menos no inverno. A incidência da radiação sobre o topo da atmosfera depene do período do ano, período do dia e da latitude. A CONSTANTE SOLAR A CONSTANTE SOLAR é a quantidade de radiação solar que atinge o topo da atmosfera formando um ângulo de 90° (ângulo reto) com essa superfície. Esse valor entra no topo da atmosfera na região intertropical. Outra definição para constante solar é: “É a quantidade de energia solar recebida, por unidade de área, por uma superfície, que forme ângulos retos com os raios do sol no topo da atmosfera; é de aproximadamente 2 langleys/m ou 2 cal/cm².min” CONSTANTE SOLAR 2 CAL/CM² . MIN Periélio: (lembrar de perto) – é o momento em que a Terra encontrasse mais próxima do Sol. É verão no hemisfério sul. Afélio: (lembrar de afastado) – é o momento em que a Terra encontrasse mais distante do Sol. É inverno no hemisfériosul. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 10 ÂNGULO ZENITAL Raramente o sol ocupa a posição de zênite; entre os trópicos, somente em dois instantes durante o ano, e fora dos trópicos não ocupa nunca a posição zenital. Desta vai sempre haver um ângulo entre o zênite do local e a posição do sol, sendo este ângulo conhecido como Ângulo Zenital. Zênite é quando o Sol se encontra em uma posição em que forma com a superfície um ângulo de 90°. Quando o Sol está em zênite com o Trópico de Capricórnio é o Solstício de Verão no Hemisfério Sul e Solstício de Inverno no Hemisfério Norte. Nos Solstícios de Verão os dias são mais longos e as noites mais curtas, nos Solstícios de Inverno os dias são mais curtos e as noites mais longas. Quando o Sol está em zênite com o Trópico de Câncer é o Solstício de Verão no Hemisfério Norte e Solstício de Inverno no Hemisfério Sul. Quando o Sol está em zênite com o Equador ocorrem os Equinócios de Primavera e Outono nos Hemisfério Norte e Sul. Nos Equinócios os dias e as noites possuem a mesma duração. Solstício de Verão 21/12 – Hemisfério Sul 21/ 06 – Hemisfério Norte Solstício de Inverno 21/ 06 – Hemisfério Sul 21/12 – Hemisfério Norte Equinócio de Primavera 22-23/09 – Hemisfério Sul 22-23/03 – Hemisfério Norte Equinócio de Outono 20-21/03 – Hemisfério Sul 20-21/09 – Hemisfério Norte Climatologia Geográfica – Noções Básicas O movimento de translação que é o movimento da Terra ao redor do Sol, movimento em forma de elipse, dura 365 dias (1 ano) e é o responsável pelas estações do ano. CONDIÇÕES DA VARIAÇÃO DA RADIAÇÃO SOLAR QUE CHEGA AO TOPO DA ATMOSFERA LATITUDE Quanto maior a latitude menor será a radiação solar que chegará à superfície; assim, quando maior a latitude, mais frio e quanto menor a latitude mais quente. Por exemplo, as maiores temperaturas serão registradas nas regiões do Equador (0º) e as menores nas regiões polares (90º); _________________________________________________________________________ A ALTITUDE CORRIGE A LATITUDE! A altitude corrige a latitude, ou seja, mesmo em regiões equatoriais se pode encontrar baixas temperaturas em altas altitudes porque quanto maior a altitude menor a temperatura. A cada 100 metros de altitude diminui aproximadamente 1ºC em relação à temperatura normal. Por exemplo, duas cidades localizadas na região equatorial, estando a primeira a 1200 metros e a segunda a 200 metros, primeira apresentará temperaturas inferiores em relação à segunda. A cada 100 metros abaixo do nível do mar a temperatura aumenta aproximadamente 1ºC em relação à temperatura normal. Quanto maior a altitude, menor a temperatura! _________________________________________________________________________ PERÍODO DO DIA Durante o dia a Terra absorve energia solar e durante a noite a Terra reirradia essa energia. É afetada pela duração do dia e pela duração do período de luz. Nas proximidades do Equador os dias e noites são praticamente iguais durante o ano. A duração do dia geralmente aumenta ou diminui com o aumento da latitude, dependendo da estação. No verão a duração do dia aumenta em direção ao Equador e diminui em direção aos polos. PERÍODO DO ANO A radiação solar recebida durante o ano varia devido à órbita elíptica da Terra. Essa afeta a quantidade de energia solar recebida. A energia varia 7% sendo maior em 03 de janeiro (periélio) e menor em 04 de julho (afélio). Durante o afélio a Terra está mais distante do Sol ganhando 7% menos radiação do que quando a Terra está no periélio (Terra mais próxima do Sol). QUANTIDADE DE ENERGIA QUE CHEGA DO SOL A quantidade de energia solar interceptada pela Terra varia em função da energia total emitida no espaço pelo Sol. Pode variar de 1 a 3% no valor da constante solar devido às manchas solares. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 12 ALTITUDE DO SOL A altitude do Sol que é o ângulo entre seus raios e uma tangente à superfície no ponto de observação, também afeta a quantidade de energia solar recebida. Quanto maior a altitude do Sol, tanto mais concentrada será a intensidade da radiação por unidade de área. A altitude do Sol é determinada pela latitude do local, pelo período do dia e pela estação. É elevada à tarde, porém baixa pela manhã e ao entardecer. É elevada no verão e menor no inverno. Por o ângulo de maior incidência solar ser sobre o Equador, essa região recebe mais radiação solar. A altura do Sol decresce em direção aos polos. PROCESSOS DA RADIAÇÃO NO INTERIOR DA ATMOSFERA O padrão de distribuição da radiação solar é ligeiramente alterado sobre a superfície terrestre, basicamente pelo efeito da atmosfera. A atmosfera absorve, reflete, difunde e reirradia a energia solar. ABSORÇÃO: parte da energia solar é absorvida pelos gases, poeiras e vapor de água; Cerca de 18% da insolação é absorvida pelo ozônio e pelo vapor d’água. O dióxido de carbono absorve a radiação ultravioleta de comprimento de onda maiores. REFLEXÃO: a superfície terrestre reflete radiação, os valores variam de acordo com a superfície, em geral superfícies secas e de cores claras refletem mais, já o solo e a vegetação refletem menos isso se dá devido ao ALBEDO que é a capacidade de certas superfícies refletirem a radiação solar, quando mais clara a superfície maior a reflexão, um exemplo é que no Equador o albedo é menor por terem grandes florestas e nos polos o albedo é maior por causa do gelo. Outro fator é a NEBULOSIDADE sendo que as nuvens brancas refletem grande parte da radiação devido ao seu alto albedo, a cobertura de nuvens impede a penetração da insolação. A quantidade de reflexão das nuvens depende da quantidade e da espessura das mesmas e também do tipo. Em média, aproximadamente, 25% da radiação que atinge as nuvens é refletida para o espaço. DIFUSÃO: é o “espalhamento” do espectro eletromagnético, a distribuição da radiação solar. DIFERENÇA ENTRE O AQUECIMENTO DA TERRA E DA ÁGUA As águas e a terra aquecem e esfriam de maneiras diferentes devido a suas propriedades físicas e químicas. A água se aquece e esfria mais lentamente que o solo. Os continentes aquecem mais rápido que os oceanos, no entanto esfriam mais rápido. O calor específico da água é 3 a 5 vezes maior que o da terra. Aproximadamente 30% da radiação absorvida é usada no aquecimento das águas. A penetração da radiação na água é de 90 cm enquanto nos solos é de 9 cm. A água se aquece por condução e mistura; o solo somente por condução. Essa diferença dá origem aos efeitos de MARITIMIDADE E CONTINENTALIDADE. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 13 ______________________________________________________________________________ MARITIMIDADE: devido aos oceanos manterem mais calor do que os continentes, as cidades litorâneas sofrem assim o efeito de maritimidade em que a amplitude térmica diária é bem baixa, pois as águas amenizam as quedas de temperatura à noite. Quanto mais para o litoral nos dirigimos menor a amplitude térmica. CONTINENTALIDADE: devido ao solo não manter calor, as cidades que se encontram no interior dos continentes sofrem o efeito da continentalidade e apresentam amplitude térmica diária alta porque o solo não mantém calor fazendo as temperaturas caírem muito à noite. Quanto mais para o interior do continente nos dirigimos, maior é a diferença entre máxima e mínima temperatura. ______________________________________________________________________________O albedo da superfície terrestre (8 a 40%) é geralmente maior que da superfície aquática. A superfície aquática é transparente, permitindo a penetração mais profunda dos raios solares. A transferência de calor na água se da por c onvecção, que é mais eficiente e mais rápido de transferência de calor do que o lento processo de condução. A água absorve 5 vezes mais energia calorífica para e elevar a temperatura, que a mesma massa de solo seco. Como a água esta facilmente disponível na superfície aquática a evaporação é contínua, ao passo que sobre a terra a evaporação somente ocorre em presença de água. RADIAÇÃO TERRESTRE A superfície terrestre quando aquecida pela absorção da radiação solar, torna-se uma fonte de radiação de ondas longas. A radiação terrestre é chamada de radiação noturna, uma vez que ela é a principal fonte radioativa de energia à noite. A radiação infravermelha, não necessariamente é terrestre, pois constituintes atmosféricos também irradiam energia nos comprimento de onda infravermelha. A irradiação infravermelha terrestre é dominante a noite devido à interrupção da irradiação solar no local onde é noite. Os valores mais elevados de radiação terrestre infravermelha ocorrem em baixas latitudes. RADIAÇÃO ATMOSFÉRICA Embora a atmosfera seja transparente à radiação em ondas curtas, ela apresenta alta capacidade de absorção de radiação infravermelha. Os principais absorventes da radiação infravermelha dentre os constituintes da atmosfera são o vapor, o ozônio, o gás carbônico e as nuvens, que absorvem radiação em todos os comprimentos de onda. Enquanto a atmosfera absorve somente 24% da radiação solar que atinge a terra, que é de ondas curtas, somente 9% da radiação IV é liberada diretamente para o espaço. Os 91% da radiação são absorvidos pela Atmosfera. Esta capacidade da atmosfera em absorve a radiação IV é chamado efeito estufa, ou seja, absorve radiação, mas impede ou reduz a irradiação da superfície terrestre. A atmosfera reirradia a Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 14 radiação terrestre e solar absorvida em parte para o espaço e em parte para a superfície, chamada de contra-radiação, sem a qual a temperatura da Terra seria 30 a 40ºC mais fria que é agora. BALANÇO DE RADIAÇÃO O balanço de radiação significa a diferença entre a quantidade de radiação que é absorvida e emitida por um dado corpo ou superfície. Em geral, o balanço de radiação na superfície terrestre é positivo de dia e negativo à noite. No decorrer do ano como um todo, o balanço de radiação na superfície é da Terra é positivo, enquanto da atmosfera é negativo. Para o sistema Terra- atmosfera como um todo o balanço é positivo entre as latitudes 30ºS e 40ºN, e negativo no restante. s Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 15 TEMPERATURA DO AR A temperatura do ar é a quantidade de energia calorífica presente nesse ar. A temperatura pode ser definida em termos do movimento de moléculas, de modo que quanto mais rápido o deslocamento mais elevado será a temperatura. Mais comumente, ela é definida em termos relativos tomando-se por base o grau de calor que o corpo possui. A temperatura é a condição que determina o fluxo de calor que passa de uma substância para outra, deslocando da que tem temperatura mais elevada para a menos elevada. A temperatura de um corpo é determinada pelo balanço entre a radiação incidente e emergente e pela transformação desta radiação em calor latente e sensível. A temperatura de um corpo é o grau de calor medido por um termômetro. O balanço de radiação é também um balanço térmico. Quanto maior a agitação das moléculas maior a temperatura. Quanto maior a densidade do ar maior a temperatura. Quanto maior a radiação incidente maior a temperatura. A temperatura quando aumenta, aumenta o volume de ar, ou seja, temperatura alta, maior volume de ar. FATORES DE VARIAÇÃO DA TEMPERATURA LATITUDE Quanto maior a latitude (mais distante do Equador), menor é a temperatura média. Sendo assim, temperatura e latitude estão em relação inversa. A latitude exerce o principal controle sobre o volume de insolação, consequentemente, principal controle sobre a temperatura. ALTITUDE E RELEVO VEGETAÇÃO Em locais com muita vegetação se encontram temperaturas mais amenas e amplitude térmica menor e em locais com pouca vegetação se encontram temperaturas mais elevadas durante o dia e baixas temperaturas à noite mostrando grande amplitude térmica. As plantas retiram umidade do solo pela raiz e a enviam à atmosfera pelas folhas (evapotranspiração). Além disso, a vegetação impede que os raios solares incidam diretamente sobre a superfície. Assim, com o desmatamento, há uma grande diminuição da umidade e, portanto, das chuvas, além de um aumento significativo das temperaturas médias. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 16 CORRENTES MARÍTIMAS (OCEÂNICAS) MASSAS DE AR Os ventos são importantes na variação térmica, pois transmitem calor ou frio de uma área para outra. As variações do tempo atmosférico, que podem ser normalmente muito bruscas num único dia ou em períodos mais longos, são causadas pelo deslocamento das massas de ar. Apesar de as massas de ar se localizar numa imensa região oceânica ou continental, elas se movimentam, entra em choque e empurram umas às outras. Quando uma massa de ar se afasta de sua área de origem, ela leva consigo, suas características originais (umidade, temperatura). É por isso que massas de ar úmidas tendem a provocar chuvas nas áreas que atingem em seu deslocamento. E massas de ar frias costumam provocar queda de temperatura nas áreas para onde se deslocam. As massas de ar são as que mais dinamizam o clima de uma região. CONTINENTALIDADE E MATIRIMIDADE (OCEANIDADE) Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 17 ESTAÇÕES DO ANO DIAS E NOITES (BALANÇO POSITIVO E NEGATIVO) BALANÇO POSITIVO: é quando entra mais energia no planeta do que sai, acontece durante o dia, quase sempre de quando o Sol nasce até ele se por, o fluxo de energia está voltado para o interior da superfície (Radiação Diurna); BALANÇO NEGATIVO: é quando sai mais energia do planeta do que entra, acontece à noite, do por do Sol ao nascer, o fluxo de energia está voltado da superfície para o exterior (Radiação Noturna); Sobre os continentes, o atraso entre os períodos de temperaturas de superfície máxima e mínima é de apenas um mês. Sobre os oceanos e locais costeiros o atraso chega a dois meses. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 18 PROCESSOS DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO DO AR E DO SOLO 1) CONDUÇÃO 2) CONVECÇÃO 3) IRRADIAÇÃO ISOTERMAS A distribuição da temperatura numa área é normalmente mostrada por meio de linhas isotérmicas (isotermas), enquanto a variação da temperatura e representada em gráficos. Os maiores contrastes de temperatura são observados no Hemisfério Norte, onde as isotermas de inverno e de verão apresentam amplas ondulações. No Hemisfério Sul há uma superfície mais homogênea devido aos oceanos serem predominantes, á água evita variações bruscas de temperatura, desse modo as isotermas são mais amplas e paralelas. Contudo, no Hemisfério Norte há uma superfíciemais heterogênea, desse modo se tem uma brusca mudança das isotermas na passagem dos oceanos para os continentes, representadas por isotermas irregulares e com fortes ondulações. Condução e Convecção: podem atuar como processos de aquecimento. Irradiação, Condução e Convecção: podem atuar como processos de resfriamento. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 19 Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 20 UMIDADE DO AR É a quantidade de vapor d’água presente no ar atmosférico. Significa, em termos simplificados, quanto de água na forma de vapor existe na atmosfera, no momento com relação ao total máximo que poderia existir, na temperatura observada. A umidade aumenta sempre que chove devido à evaporação que ocorre posteriormente. Em áreas florestadas, ou próximas aos rios ou represas a umidade é sempre maior. As nuvens se formam pela perda da capacidade do ar de conter umidade. Isto ocorre normalmente, quando massas de ar que estão com alta umidade relativa sofrem resfriamento na atmosfera, resfriamento que se dá pela elevação destas massas de ar. Ao subir, o ar vai se expandindo pela diminuição da pressão atmosférica. Esta expansão desconcentra calor, resfriando-o. À medida que o ar vai se resfriando vai perdendo a capacidade de conter umidade, ou seja, sua umidade relativa vai aumentando até chegar a 100% da sua capacidade. Daí para frente. A umidade começa a aparecer sob a forma de pequenas gotículas de água que pairam no ar. Levadas pelos ventos. Quando o fenômeno ocorre em certa altura, chamamos de nuvem, quando próximo ao chão, chamamos de neblina, serração, névoa, etc. Se o processo continuar se intensificando haverá a precipitação em forma de chuva. A umidade do ar atua no (a): Transporte e distribuição de calor; Absorção do comprimento de ondas de radiação solar e terrestre (EFEITO ESTUFA); Evaporação e Evapotranspiração: processos onde se dá o consumo de energia; Condensação e Orvalho: processos onde se dá a liberação de energia. O teor de água na atmosfera varia de 0 a 4%. Quando temos 0% de vapor d’água no ar temos que o ar é seco. Quando temos de 1 a 3% o ar é úmido e quando temos 4% o ar é saturado (ar saturado implica em chuva). UMIDADE ABSOLUTA É a quantidade real de vapor de água no ar. Varia com a temperatura, quanto maior a temperatura, maior a umidade absoluta. UMIDADE RELATIVA É a razão entre a quantidade de umidade no ar e o quanto falta para o ar ficar saturado. A saturação ocorre em torno de 90%. Varia com temperatura e a evaporação, quanto maior a temperatura e a evaporação, menor a umidade relativa do ar. UMIDADE ESPECÍFICA É a relação entre grama de ar por kg de ar úmido. A umidade específica não sofre variação. Tem relação com a temperatura de origem, sendo baixa nos polos devido à incapacidade do ar frio de Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 21 reter umidade e maior na região equatorial devido à grande capacidade do ar quente de reter umidade. TEMPERATURA DO PONTO DE ORVALHO (TPO) É a temperatura de condensação do ar. É calculada pela diferença entre o bulbo seco e o bulbo úmido (psicômetro) com o auxílio da tabela psicométrica. CONDIÇÕES DE CONDENSAÇÃO DO VAPOR DE ÁGUA Para que a condensação do ar ocorra é necessária a presença de todas as condições a seguir: Resfriamento do ar até a TPO; Presença de umidade no ar; Presença de núcleos higroscópicos (poeiras, aerossóis, etc.). A CONDENSAÇÃO DO VAPOR DE ÁGUA PODE SER POR: Convecção térmica (troca de energia); Efeito de advecção (o ar quente sobre uma superfície fria causa um nevoeiro e o ar frio sobre superfície quente causa uma nuvem); Efeito dinâmico (encontro de massas de ar quentes e frias) Efeito orográfico (Chuvas de relevo); Irradiação. A condensação quando em: NEVOEIROS Os nevoeiros se desenvolverão se ocorrerem as condições abaixo: Resfriamento do ar até a TPO; Presença de umidade no ar; Presença de núcleos higroscópicos; Céu limpo (sem nuvens); Inversão térmica (é quando o ar na superfície da Terra é menor do que nos níveis mais altos da atmosfera, ocorre somente durante o balanço negativo, o ar da superfície é mais denso mantendo-se assim até o balanço positivo); Irradiação (resfriamento por radiação noturna); Ar estável e sem ventos. SUPERFÍCIE: orvalho, cerração, nevoeiro e geada. ALTITUDE: nuvens e nevoeiros INVERSÃO TÉRMICA é quando o ar em superfície é mais frio que o ar em altitude. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 22 NOÇÕES BÁSICAS DE CLIMATOLOGIA GEOGRÁFICA SEGUNDA PARTE PRESSÃO ATMOSFÉRICA É o peso exercido por uma coluna de ar posicionada verticalmente acima de um lugar, ou seja, peso por unidade de área da coluna de ar acima dessa posição. A pressão do ar não atua em uma só direção, mas sim em todas as direções. As diferenças de pressão de um lugar para outro são responsáveis pelos ventos, ou seja, o vento é uma consequência da variação espacial da pressão. A pressão atmosférica padrão pode ser registrada a uma temperatura de 15°C, ao nível do mar, em condições normais de gravidade. Acima desse valor é pressão alta, abaixo é pressão baixa. A cada 10 m de profundidade no oceano equivale à pressão exercida por uma atmosfera, o limite do ser humano é de 2,8 atm. (18 m de profundidade+1atm.) FATORES DE VARIAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA ALTITUDE Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica. A gradiente vertical da pressão na troposfera é de -9 mmHg/100m de ascendência vertical. À medida que a altitude aumenta, a pressão diminui, pois diminui o peso da coluna de ar acima. Com a altitude a densidade do ar diminui, diminuindo mais o peso da coluna de ar acima. Quando a altitude diminui, aumenta a pressão e o peso da coluna de ar, aumentando a densidade do ar. TEMPERATURA O aumento de temperatura está associado a pressões baixas, porque as moléculas se dispersão com o calor, diminuindo a densidade e a pressão. A diminuição da temperatura está associada a pressões altas porque as moléculas em baixa temperatura se agrupam aumentando a densidade e pressão. Diante disso temos que verão e dias ensolarados estão associados à pressão baixa e o inverno e dias nublados estão relacionados à pressão alta. UMIDADE Quanto maior a umidade, menor a pressão, em função do vapor de água ser mais leve que os outros gases. Consequentemente, quanto menos umidade, maior pressão. PRESSÃO NORMAL – 760 mmHg ou 1013 mPa ou MB Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 23 MOVIMENTOS VERTICAIS DO AR Os movimentos descendentes do ar são indicadores de altas pressões e os movimentos ascensionais são indicadores de pressões baixas. Os movimentos verticais do ar explicam as zonas de pressão alta e baixa na Terra. Todo local de baixa pressão é resultado da retirada de ar (movimento ascensional) e todo local de alta pressão é resultado da descida do ar (movimento descencional). A pressão atmosférica pode ser representada cartograficamente através de CARTAS SINÓTICAS, que são mapas da pressão atmosférica, essas possuem ISÓBARAS, que são linhas de igual pressão atmosférica. A pressão atmosférica pode ser medida pelo BARÔMETRODE MERCÚRIO OU ANERÓIDE e pelo BARÓGRAFO. Os seres vivos percebem através da audição e do tato. Escala de medição: mb, hPa e mmHg. ANTICICLONES (PRESSÃO ALTA) As áreas anticiclonais são grandes áreas da Terra onde se definem altas pressões, são áreas secas e com pouca chuva. Resultam da convergência do ar em altitude e da divergência em superfície. O ar é acumulado em altitude e jogado contra a superfície onde é espalhado. Não há condensação do vapor de água porque as gotículas não conseguem se unir, por isso não há chuvas em regiões de alta pressão, caracterizando tais regiões com tempo estável e grandes desertos. (A cada 100 m que o ar desce aumenta em 1°C favorecendo a evaporação.) CICLONES (PRESSÃO BAIXA) Áreas ciclonais são grandes áreas de baixa pressão, são áreas úmidas com grande concentração de chuvas. Resultam da convergência de ar em superfície e da divergência em altitude. O ar ao subir, leva consigo o vapor de água e núcleos higroscópicos que em baixa temperatura favorecem a condensação, assim as gotículas de água se unem formando nuvens que podem gerar chuvas. Áreas caracterizadas por grandes florestas e tempo chuvoso. CIRCULAÇÃO GERAL OU PRIMÁRIA DA ATMOSFERA A circulação primária da atmosfera é a circulação geral da atmosfera e é descrita como sendo os padrões em larga escala, ou globais, de vento e pressão que se mantêm ao longo do ano ou se repetem sazonalmente. É a circulação geral que realmente determina o padrão dos climas mundiais. Como a circulação geral tende a se dispor em zonas latitudinais, os climas do mundo tendem a ocorrer em zonas. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 24 1ª ZONA DE BAIXAS PRESSÕES EQUATORIAS – se caracteriza pelas chuvas e pelas florestas equatoriais e a movimentação do ar se dá por causas dinâmicas e térmicas. 2ª ZONA DE ALTAS PRESSÕES SUBTROPICAIS – se caracteriza pela pouca chuva, estiagens severas e grandes desertos e a movimentação do ar é por causas dinâmicas. 3ª ZONA DE BAIXAS PRESSÕES SUBPOLARES – se caracteriza pelas chuvas no verão e neve no inverno, e pelas florestas de coníferas no Hemisfério Norte e o movimento de ar se dá de forma dinâmica. 4ª ZONA DE ALTAS PRESSÕES POLARES – se caracteriza pela falta de chuva e pelos desertos de gelo. Formam assim um sistema tricelular. 1) Considerando a seguinte situação: “A cidade de Santa Maria se encontra a uma altitude de 90 metros, possuindo umidade absoluta do ar de 1%, temperatura do ar de 28ºC e o ar se encontra em movimento descencional.” Observando a situação em que se encontra a cidade de Santa Maria no momento da análise e relacionando a altitude, a temperatura, a umidade atmosférica e os movimentos verticais do ar com a pressão atmosférica, responda a pressão será alta ou baixa? Explique. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 25 VENTOS E MOVIMENTOS ATMOSFÉRICOS O vento é o deslocamento de um ar de um local de alta pressão para um local de baixa pressão no sentido horizontal na busca de reequilíbrio em termos de pressão atmosférica. Os ventos não caminham em linha reta ao longo de uma gradiente de pressão, mas são defletidos ou desviados em forma de curva devido à rotação da Terra. O desvio de algo que se mova na superfície do planeta é causado pela força de Coriolis, descrito inicialmente em 1835, pelo físico francês Gaspar de Coriolis. Assim, no caso dos ventos, o ar é forçado a se desviar para a esquerda no hemisfério sul e para a direita no hemisfério norte. Essa força é muito mais comum do que se possa imaginar, já que todas as coisas que se movem sobre a superfície do planeta desviam-se lateralmente de suas trajetórias previstas. O RELEVO é o principal fator de variação da direção e da velocidade do vento. Em superfície o ar se desloca horizontalmente das áreas de alta pressão para as áreas de baixa pressão. Esses movimentos do ar em superfície denominam-se VENTOS. PADRÃO SUPERFICIAL (VENTO) Em altitude o ar se desloca verticalmente das áreas de baixa pressão para as áreas de alta pressão. Esses movimentos do ar em altitude denominam-se CORRENTES DE AR. O sol emite radiação que aquece a superfície, esse calor aquece o ar atmosférico que tende a se expandir e ficar leve e consequentemente subir (MOVIMENTO ASCENSIONAL DO AR). Conforme o ar vai atingindo maiores altitudes, a temperatura vai diminuindo, tornando o ar mais denso que tende a descer novamente (MOVIMENTO DESCENCIONAL DO AR). PADRÃO EM ALTITUDE (CORRENTES DE AR) ESCALAS E MEDIÇÕES O vento é o único elemento do clima com duas variáveis: Sentido e direção – dados pelos pontos de orientação ou por graus. Velocidade – m/s ou km/h. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 26 ZONAS PRODUTORAS DE VENTO E ZONAS RECEPTORAS As áreas produtoras de vento são as áreas de alta pressão (áreas anticiclonais) e as áreas receptoras são as de menor pressão (áreas ciclonais). CINTURÕES ANEMOMÉTRICOS DO GLOBO Entre os trópicos os ventos denominam-se alísios; nas regiões polares denominam-se ventos de leste e oeste. A rotação da Terra é que dá sentido e direção ao vento. Lembrando que a rotação da Terra obedece ao sentido leste-oeste. 60º a 90º 30º a 60º 0º a 30º VENTOS DE LESTE POLAR VENTOS DE OESTE FERREL VENTOS ALÍSIOS (Nordeste ou Sudeste) HADLEY Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 27 NEBULOSIDADE E NUVENS Aproximadamente 50% da atmosfera é coberta por nuvens, deste modo cerca de metade da energia solar é retida pelas nuvens e refletida de volta ao espaço. O ciclo da nebulosidade se dá quando a energia solar causa a evaporação, essa propicia a formação de nuvens, que por sua vez podem gerar chuva, novamente o sol emite radiação que evapora a água da chuva iniciando o ciclo novamente. A condição de céu sem nuvens mostra uma situação anticiclonal, ou seja, pressão alta, essa situação se dá porque as correntes de ar e força gravitacional estão na mesma direção ou a força gravitacional é maior que a das correntes de ar. Céu nublado indica situação ciclonal, isto é, pressão baixa geradas por correntes de ar mais fortes que a força gravitacional. A nebulosidade é uma condição atmosférica, quanto maior a nebulosidade, maior a movimentação atmosférica. Sem nuvens, portanto, atmosfera estável. Nevoeiros também são nuvens. ALTITUDE As nuvens localizam-se na troposfera até uma altitude de 15 km, com exceção de um tipo de nuvem chamada Nuctituzentes que se localiza a 90 km. (1) Nuvens altas Ocorrem acima de 6000 m, formadas por cristais de gelo. São as cirrus, cirrostratus e cirrocumulus. (2) Nuvens médias Ocorrem entre 2000 e 6000 m, formadas por cristais de gelo e água. São as altostratus e altocumulos. (3) Nuvens baixas Ocorrem abaixo dos 2000 m, formadas por água líquida. São elas cumulus, stratus, stratocumulos, nimbos e nevoeiros (neblina). (4) Nuvens com grande desenvolvimento vertical No interior dessas nuvens ocorre a formação de granizo, está associada a tornados, também ocorrem fenômenos elétricos e sonoros. Estendem-se 200 m até o topo da troposfera. FORMA Estratiformes – estratos, “nuvens finas”, grandes territórios com elevação dear, camadas de nuvens horizontais, sempre provocam chuvas, são unidas formando uma espécie de “tapete” de nuvens. Cumuliformes – “bolas de algodão”, nuvens com desenvolvimento vertical, nem todas produzem chuva, são dispersas, pequenos territórios com elevação de ar. COBERTURA É dada por décimos de céu coberto (0/10 a 10/10). Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 28 BRILHO As nuvens apresentam cores mais claras ou mais escuras devido a sua espessura, contudo elas são sempre brancas, pois absorvem todas as cores do arco-íris e todas as cores juntas formam o branco. A parte escura que vemos é a sombra da nuvem. As nuvens mais brilhantes são devido a cristais de gelo. As nuvens stratus e nimbos provocam chuvas. As nuvens cumulus indicam tempo bom. TIPOS DE NUVEM Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 29 Influenciado pela sistemática de Lineu, para classificar plantas e animais, L. Howard, em 1803, produziu o primeiro sistema de classificação das nuvens realmente utilizável. Contribuiu muito, para sua aceitação geral, não só o uso de uma terminologia latina, muito em moda na época, como a constatação científica de que as mesmas formas de nuvens aparecem sobre toda a Terra. Na classificação internacional das nuvens incluem - se dez gêneros, cujos nomes, aportuguesados na sua grafia (embora seja de uso quase universal a grafia latina), são: 1) Cirros – Ci (vem de cirrus, cacho de cabelo, franja — como a penugem de aves —) são as nuvens mais altas, são delicadas, brancas, fibrosas, geralmente esbranquiçadas, com aspecto de penas ou flocos de lã. Para alguns, lembra um “rabo de galo”. Pairam à altura média de 9 km; 2) Cirrocúmulos – Cc - aparecem sob forma de bolinhas muito pequenas e brancas, ordenadas em bancos ou campos de nuvens. São também constituídas por cristais de gelo, mas aparecem raramente; 3) Cirrostratos – Cs – mostram-se como véu esbranquiçado, fibroso ou liso, mais espesso que os cirros, constituído predominantemente por cristais de gelo; 4) Altocúmulus – Ac – são as nuvens denominadas vulgarmente de “carneirinhos”, como que novelos, habitualmente formadas por gotas de água líquida, com os bordos claros e zonas sombreadas no interior, reunidas em faixas alongadas; 5) Altostratos – As - são, na maior parte das ocorrências, nuvens em forma de véu uniforme, cinzento - azulado, raramente fibroso, através das quais o Sol e a Lua surgem enfraquecidos na sua luminosidade, como se os víssemos por um vidro fumaçado. Os altostratos contêm gotículas de água e cristais de gelo, além de flocos de neve e gotas de chuva; 6) Nimbostratos – Ns - espessas camadas de nuvens cinzentas - escuras, que tapam por completo a Lua ou o Sol e cuja base inferior é reforçada por nuvens esfarrapadas, que dão chuva ou neve contínuas. A precipitação pode não atingir o solo, por se evaporar antes. Os nimbostratos compõem - se, como regra geral, de gotas de água em temperaturas mais baixas que aquela em que ocorre a solidificação (chamado fenômeno de sobrefusão), gotas de chuva, flocos e cristais de neve, ou de uma mistura de formas sólidas e líquidas. 7) Estratocúmulos – Sc - nuvens brancas ou cinzentas, de formas arredondadas, dispersas ou reunidas em bancos, mas sempre distribuídas por uma camada horizontal pouco espessa. No inverno podem cobrir o céu, a que dão um aspecto ondulado. Elas contêm partículas de gelo misturadas com as gotas líquidas. 8) Estratos – St - (vem de stratus, isto é, espalhado como um lençol) são nuvens típicas dos crepúsculos. São baixas, alongadas e horizontais. Aparecem em camadas uniformes, sem Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 30 estrutura visível (aparentando nevoeiro bem alto). São constituídas por gotas de água ou, se a temperatura for muito baixa, por partículas de gelo; sua precipitação característica é o chuvisco (precipitação muito uniforme em que as gotas de água, numerosas e pequenas, parecem flutuar no ar, cujos movimentos acompanham). 9) Cúmulos – Cu - (vem de cumulus, que quer dizer, montão de nuvens) são nuvens arredondadas no topo, majestosas, com o aspecto de montanhas de algodão, de base plana e quase horizontal. Indicam bom tempo e dista 1 a 2 km da superfície do solo. Quando na parte superior dos cúmulos muito desenvolvidos se forma a bigorna, constituída por granizo, neve ou gelo, obtém - se um novo tipo de nuvem, o Cumulonimbo – Cb. 10) Nimbos - Ni - (vem de nimbus, nuvem) são nuvens espessas e escuras; geralmente desfazem - se em chuva. Situam-se a menos de 2 km de altura. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 31 PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA (CHUVA) Importância: agricultura, abastecimento, energia e pecuária. FORMAS DE PRECIPITAÇÃO E MEDIÇÕES Líquida: precipitação pluviométrica ou chuva (é medida pelo pluviômetro ou pelo pluviógrafo em mm); Sólida: granizo (é medida pelo tamanho ou pelo tempo) e neve (medida em cm ou m). TIPOS DE CHUVA Chuvas Orográficas ou de Relevo Ocorre quando uma nuvem encontra um alto obstáculo em seu caminho, como uma grande elevação do terreno, cadeia de morros, serra, etc. Como se forma: para a massa de ar transpor o obstáculo ela é forçada a subir. Aí ocorre aquela velha história: ar que sobe é ar que se expande pela menor pressão atmosférica, e ar que se expande é ar que “dilui” calor. Massa de ar que perde calor perde junto à capacidade de conter umidade, o que gera nuvens em segmento, chuva. Daí a grande incidência de nebulosidade e chuvas, muitas vezes torrenciais, nas altas encostas dos morros. Estão associadas às barreiras orográficas, são chuvas calmas, presentes nas Serras do Litoral Brasileiro. Chuvas Convectivas É a típica chuva de verão, com grande intensidade e curta duração (é menos comum no inverno). Pode produzir ventos locais e muitos raios. Ocorre pela formação de “corredores” verticais de ar, provocados pela elevação de massas de ar quente. Predominante em áreas equatoriais. Podem ocorrer isoladas (com céu azul em volta), o que é facilmente observado por uma pessoa que não esteja sob a imensa nuvem. Quando o processo produz nuvens muito altas e de grande energia cinética, criam ambiente ideal para a formação de granizo. Apresentam grande atividade elétrica interna, com infinidades de raios e violentos ventos verticais e turbulências diversas. São Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 32 um enorme perigo para aeronaves. Podem produzir grandes diferenças de potencial elétrico com a terra, possibilitando intensa ocorrência de raios. Estão associadas ao aquecimento do ar e sua elevação na atmosfera (movimento ascensional – pressão baixa), são chuvas torrenciais, típicas do verão, associadas à formação de nuvens cumulunimbus, podem provocar furacões, tornados, tufões e trombas de água. São responsáveis por 8% da média de chuva no Rio Grande do Sul. Chuvas Frontais Ocorre pelo encontro de duas grandes massas de ar. Sendo uma quente e úmida; estacionária ou vinda do quadrante norte, outra fria, vinda do quadrante sul. A frente fria, mais densa, entra por baixo, levando para cima a massa de ar quente. Quando esta massa de ar quente possui elevada umidade relativa a chuva é eminente. São as mais importantes, responsáveis por 60% das chuvas no mundo (90% no RS), estãosempre ligadas a duas ou três massas de ar de diferentes temperaturas que não se misturam, ocorrendo assim um confronto de massas de ar, no qual a massa mais fria joga a massa mais quente para cima (pois essa é mais leve) e desse modo provoca chuva no setor frio, a massa fria continua a se deslocar e levar chuva até as regiões equatoriais onde essa se esquenta formando uma massa de ar quente. O ar frio por ser mais denso toma o lugar do ar quente e provoca chuvas. A chuva no mundo é constante, sua distribuição que é irregular. ALTITUDE E PRECIPITAÇÃO Quanto maior a altitude, maior a precipitação: precipitação e altitude estão em relação direta. Isto acontece até aproximadamente 2000 m. Daí para cima a relação inverte e quando mais alto menor é a precipitação. LATITUDE E PRECIPITAÇÃO Quanto maior a latitude, menor a precipitação, ou seja, o ar é mais seco e assim não há condensação do vapor de água e consequentemente não há geração de nuvens e não há chuva. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 33 NOÇÕES BÁSICAS DE CLIMATOLOGIA GEOGRÁFICA TERCEIRA PARTE EL NIÑO E LA NIÑA O El Niño e La Niña são alterações significativas de curta duração (12 a 18 meses) na distribuição da temperatura da superfície das águas do Oceano Pacífico, com profundos efeitos no clima. Seu papel no aquecimento e resfriamento global é uma área de intensa pesquisa, ainda sem um consenso. EL NIÑO El Niño é um fenômeno atmosférico-oceânico caracterizado por um aquecimento anormal das águas superficiais no oceano Pacífico Tropical, e que pode afetar o clima regional e global, mudando os padrões de vento a nível mundial, e afetando assim, os regimes de chuva em regiões tropicais e de latitudes médias. É o aquecimento superficial anormal das águas do pacífico equatorial, ao aquecer a água evapora formando nuvens, as correntes e os ventos alísios e de oeste distribuem essas nuvens provocando chuvas no Sul e Sudeste do Brasil e seca no Norte e Nordeste. Acredita- se que a principal condição do El Niño seja a radiação solar, uma época em que o sol está com poucas manchas solares. CONSEQUÊNCIAS DO EL NIÑO Região Norte: diminuição da precipitação e secas; aumento do risco a incêndios florestais. Região Nordeste: secas severas. Região Sudeste: moderado aumento das temperaturas médias; aumento das temperaturas no inverno; não há mudança no padrão das chuvas. Região Centro - Oeste: não há mudança no padrão das chuvas; temperaturas acima da média. Região Sul: precipitações abundantes; aumento da temperatura média. LA NIÑA La Niña representa um fenômeno oceânico-atmosférico com características opostas ao EL Niño, e que caracteriza-se por um esfriamento anormal nas águas superficiais do Oceano Pacífico Tropical. Alguns dos impactos de La Niña tendem a ser opostos aos de El Niño, mas nem sempre uma região afetada pelo El Niño apresenta impactos significativos no tempo e clima devido à La Niña. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 34 É o resfriamento superficial anormal das águas do pacífico equatorial, ao resfriar a água não evapora, não formando nuvens, desse modo as correntes e os ventos alísios e de oeste transportam o ar frio resultante causando secas no Sul e Sudeste do Brasil e chuvas no Norte e Nordeste. A La Niña está relacionada a etapas com muitas manchas solares no sol. CONSEQUÊNCIAS DO LA NIÑA Região Norte: aumento de precipitação e vazões de rios. Região Nordeste: aumento de precipitação e vazões de rios. Região Sudeste: área com baixa previsibilidade. Região Centro - Oeste: área com baixa previsibilidade. Região Sul: secas severas. Pensa-se que estes fenômenos são acompanhados pela deslocação de massas de ar a nível global, provocando alterações do clima em todo o mundo. Por exemplo, durante um ano com El Niño, o inverno é mais quente que a média nos estados centrais dos Estados Unidos, enquanto que nos do sul há mais chuva; por outro lado, os estados do noroeste do Pacífico (Oregon, Washington, Colúmbia Britânica) têm um inverno mais seco. Os verões excepcionalmente quentes na Europa e as secas em África parecem estar igualmente relacionados com o aparecimento do El Niño. La Niña é o fenômeno inverso, caracterizado por temperaturas anormalmente frias, também no fim do ano, na região equatorial do Oceano Pacifico, muitas vezes (mas não sempre) seguindo-se a um El Niño. Também já foi denominado como “El Viejo” (“O Velho”, ou seja, a antítese do “menino”) ou ainda o “Anti-El Niño”. É exatamente isso que ocorre no Oceano Pacífico sem a presença do El Niño, ou seja, é esse o padrão de circulação que é observado. CHUVA ÁCIDA A chuva ácida é um dos grandes problemas ambientais da atualidade. Esse fenômeno é muito comum nos centros urbanos e industrializados, onde ocorre a poluição atmosférica decorrente da liberação de óxidos de nitrogênio, dióxido de carbono e do dióxido de enxofre, sobretudo pela queima do carvão mineral e de outros combustíveis de origem fóssil. É importante ressaltar que a chuva contém um pequeno grau natural de acidez, no entanto, não gera danos à natureza. O problema é que o lançamento de gases poluentes na atmosfera por veículos automotores, indústrias, usinas termelétricas, entre outros, tem aumentado a acidez das chuvas. O dióxido de carbono, o óxido de nitrogênio e o dióxido de enxofre reagem com as partículas de água presentes nas nuvens, sendo que o resultado desse processo é a formação do ácido nítrico e do ácido sulfúrico. Ao se precipitarem em forma de chuva, neve ou neblina, ocorre o fenômeno conhecido como chuva ácida, que, em virtude da ação das correntes atmosféricas, também pode ser desencadeada em locais distantes de onde os poluentes foram emitidos. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 35 Entre os transtornos gerados pela chuva ácida estão a destruição de lavouras e de florestas, modificação das propriedades do solo, alteração dos ecossistemas aquáticos, contaminação da água potável, danificação de edifícios, corrosão de veículos e monumentos históricos, etc. De acordo com o Fundo Mundial para a Natureza (WWF), cerca de 35% dos ecossistemas do continente europeu foram destruídos pelas chuvas ácidas. A maior ocorrência de chuvas ácidas até os anos 1990 era nos Estados Unidos da América (EUA). Contudo, esse fenômeno se intensificou nos países asiáticos, principalmente na China, que consome mais carvão mineral do que os EUA e os países europeus juntos. No Brasil, a chuva ácida é mais comum nos estados do Rio de Janeiro e São Paulo. Algumas ações são necessárias para reduzir esse problema, tais como a redução no consumo de energia, sistema de tratamento de gases industriais, utilização de carvão com menor teor de enxofre e a popularização de fontes energéticas limpas: energia solar, eólica, biocombustíveis, entre outras. Por Wagner de Cerqueira e Francisco Graduado em Geografia ILHAS DE CALOR Ilha de calor é um fenômeno climático que ocorre a partir da elevação da temperatura de uma área urbana se comparada a uma zona rural, por exemplo. Isso quer dizer que nas cidades, especialmente nas grandes, a temperatura é superior a de áreas periféricas, consolidando literalmente uma ilha (climática). A oscilação de temperatura entre o centro de uma grande cidade e uma zona rural pode variar entre 4°C, 6°C ou até mesmo 11°C; o que proporciona muitos inconvenientes à população em virtude dos incômodos queo calor excessivo provoca, sem contar que ocasiona um significativo incremento no consumo de energia elétrica, usada para funcionar refrigeradores (ar condicionado), principalmente para climatizar residências, escolas, universidades, comércios e indústrias. A ilha de calor pode ser percebida em períodos diurnos e noturnos, mas o ápice da diferença de temperatura entre áreas urbanas e rurais acontece ao anoitecer, pois a área rural resfria mais rápido do que a urbana, onde muros, calçadas, asfaltos e todo tipo de edificação recebem durante o dia luz e calor do Sol e esse fica retido por mais tempo, proporcionando a diferença de temperatura entre as áreas em questão. Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 36 Na área rural e florestal a cobertura vegetal possibilita o processo de evaporação e evapotranspiração, amenizando as temperaturas, o que não acontece nas grandes cidades que estão impermeabilizadas e sem cobertura vegetal. Por Eduardo de Freitas Graduado em Geografia Climatologia Geográfica – Noções Básicas Gustavo Oliveira Kwiatkowski 37 BIBLIOGRAFIA BÁSICA CONSULTADA AYOADE, J. O. Introdução a climatologia para os trópicos. 4ª Ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 1996. 332p. COELHO, M. de A; TERRA, L. Geografia geral e geografia do Brasil: o espaço natural e socioeconômico. 1ª Ed. São Paulo: Moderna, 2005. 479p. FERREIRA, G. M. L. Moderno atlas geográfico. 5ª Ed. São Paulo: Moderna, 2011. 80p. SARTORI, M. Da G. B. Clima e percepção geográfica. 1ª Ed. Santa Maria: Pallotti, 2014.192p. BASES ELETRÔNICAS Blog Reflexão Geográfica - reflexaogeografica.blogspot.com.br IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – http://www.ibge.gov.br/ INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - http://www.inpe.br/ Site Climatologia Geográfica – http://climatologiageografica.com/ Atenção!!! Ajude a melhorar esse trabalho. Achou algum erro? Tem algo a complementar em algum assunto? Algum conceito ou explicação não ficou claro? Sugestões? Elogios? Mande um e-mail para gustavo.o.geo@gmail.com ! A sua colaboração é muito importante para a elaboração de um material didático de qualidade!
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