CAPITULO_1_Fundamentos_de_Meteorologia_Atualizada

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CAPÍTULO 1. FUNDAMENTOS DE METEOROLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Gustavo Bastos Lyra 
Prof. Ednaldo Oliveira dos Santos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila de Meteorologia Básica - IF 111 – 2013 – DCA/IF/UFRRJ 
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1.1. Introdução 
 
Meteorologia é o ramo da ciência que estuda a atmosfera terrestre, relacionando 
o estado físico, químico e dinâmico dos elementos e fenômenos que nela ocorrem e suas 
interações com a superfície terrestre e com os seres que nela habitam (Ayoade, 1986). 
A Meteorologia, deriva do termo grego meteoros, que significa elevado no ar, e 
logos, que significa estudo. A origem da palavra Meteorologia remota ao filósofo grego 
Aristóteles que, por volta de 350 a.C., escreveu um livro de filosofia natural intitulado 
"Meteorologica". Este trabalho representava os conhecimentos sobre o tempo e clima da 
época, assim como material astronômico, geográfico e químico. Alguns dos tópicos 
citados incluem nuvens, chuva, neve, vento, granizo, trovão e furacões (Ayoade, 1986). 
 
1.1.1. Áreas da Meteorologia 
 
 A Meteorologia pode ser dividida em várias áreas, definidas em função dos 
elementos e fenômenos que elas se ocupam ou dos processos e escalas de atuação 
(espacial e temporal) relacionadas, ou mesmo pelo tratamento que é dado a esses 
processos (físico-matemático, estatístico, físico-fisiológico). Entre as diversas áreas da 
Meteorologia, destacam-se: Meteorologia Física, Meteorologia Dinâmica, Meteorologia 
Sinótica, Meteorologia Agrícola ou Agrometeorologia, Biometeorologia, 
Bioclimatologia e Climatologia. 
 
Meteorologia Física: aborda os fenômenos meteorológicos como processos físicos que 
ocorrem na atmosfera (Figura 1.1). Exemplo: radiação, convecção, condução, 
evaporação e condensação. 
 
Figura 1.1. Representações dos processos de transferência de calor (radiação, condução 
e convecção). Fonte: COMET 
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Meteorologia Dinâmica: estuda as forças que atuam nos movimentos atmosféricos, 
associados ao tempo e o clima em termos de mecânica dos fluídos e termodinâmica 
(Figura 1.2). Os modelos meteorológicos numéricos para previsão de tempo e clima se 
baseiam nas equações da Meteorologia Dinâmica para realizarem as previsões 
meteorológicas. 
 
Figura 1.2. Células de circulação geral da atmosfera. 
 
Meteorologia Sinótica: estuda no contexto das dimensões horizontais e tempo de 
duração (dias e semanas) os fenômenos atmosféricos, visando a elaboração de mapas ou 
cartas sinóticas, que descrevem de forma resumida as condições atmosféricas. O 
acompanhamento no tempo cronológico e a análise dessas cartas permite a elaboração 
da previsão de tempo meteorológico (Figura 1.3). 
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Figura 1.3. Carta sinótica da pressão ao nível médio do mar (kPa). 
 
Meteorologia Agrícola ou Agrometeorologia: estuda o efeito das condições 
meteorológicas nas atividades agropecuárias (Figura 1.4). 
 
Figura 1.4. Videira em desenvolvimento vegetativo. 
 
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Biometeorologia ou Bioclimatologia: estuda a influência dos elementos e fenômenos 
atmosféricos sobre os organismos vivos (ser humano, animais e vegetal) (Figura 1.5). 
 
Figura 1.5. Adequação climática do ambiente para criação de animais. 
 
Climatologia: estudo científico do clima. Utiliza-se dos mesmos dados básicos da 
Meteorologia, contudo, se aplica de descrições estatísticas (média, variabilidade, 
anomalia, entre outros) para caracterizar o clima (Ayoade, 1986; Pereira et al., 2002). 
Os resultados da climatologia são usados frequentemente, pelos próprios 
meteorologistas, nas previsões do tempo e clima, nas aplicações da indústria, na 
agricultura, nos transportes, na arquitetura, na biologia, na medicina, entre outros. O 
intuito é identificar, explicar e explorar os padrões normais dos elementos e/ou dos 
fenômenos atmosféricos. 
Na Figura 1.6 é apresentado o mapa temático de temperatura do ar média anual 
para Minas Gerais. Nesta figura, observa-se que as temperaturas mais baixas são 
observadas na região Sul do estado, onde as altitudes são maiores devido à presença da 
Serra da Mantiqueira. As maiores temperaturas do ar ocorrem nas regiões Norte e 
Nordeste do estado, locais de menores altitudes, latitudes e precipitações (Delgado, 
2007). 
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Figura 1.6. Mapa representado como campo contínuo de temperatura do ar média anual 
(
o
C) para o Estado de Minas Gerais. Fonte: Delgado (2007). 
 
 1.2. Elementos e Fenômenos Atmosféricos. 
 
Os elementos são grandezas meteorológicas que ocorrem continuamente na 
atmosfera e que transmitem ao meio atmosférico suas propriedades e características. Os 
principais elementos são: radiação solar, umidade do ar, temperatura do ar, pressão 
atmosférica e vento. Os elementos variam no tempo e no espaço e são influenciados por 
diversos fatores, sendo os fatores agentes causais que condicionam os elementos. 
Os fenômenos atmosféricos, do grego “Meteoros”, são eventos na atmosfera 
que ocorrem ocasionalmente, com exceção das nuvens. Eles são classificados como: 
# Hidrometeoros – Fenômenos formados por partículas de água (líquida ou sólida) na 
atmosfera (Figura 1.7). 
Exemplo: orvalho, nevoeiro, chuva, neve, saraiva e geada. 
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Figura 1.7. Exemplo de Hidrometeoros: chuva (a) e neve (b). 
 
# Litometeoros - Fenômenos formados por partículas sólidas e não aquosas em 
suspensão na atmosfera (Figura 1.8). 
Exemplo: névoa seca, tempestade de poeira e fumaça. 
 
Figura 1.8. Exemplo de Litometeoros: Tempestade de poeira (a) e fumaça (b). 
# Fotometeoros - Fenômenos luminosos decorrentes da reflexão, refração, difração ou 
interferência da luz solar ou lunar (Figura 1.9). 
Exemplo: arco- íris, coroa e aurora. 
 
Figura 1.9. Exemplo de Fotometeoros: Arco-Íris. 
(a) (b
) 
(a) (b
) 
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# Eletrometeoros - Manifestação audível e/ou visual proveniente da eletricidade 
atmosférica (Figura 1.10). 
Exemplo: Trovão, relâmpago, fogo de Santelmo e aurora polar. 
 
Figura 1.10. Exemplo de Eletrometeoros: Aurora Polar. 
 
# Eolometeoros - Fenômenos que apresentam manifestação de intensa movimentação 
de ar e de efeito destruidor (Figura 1.11). 
Exemplo: Furacões, tornados, tempestades. 
 
Figura 1.11. Exemplo de Eolometeoros: Tornado (a) e Furacão (b). 
 
 1.3. Tempo e Clima 
 
TEMPO - É o estado momentâneo (instantâneo) da atmosfera em termos 
meteorológicos. Ou seja, é o estado atual da atmosfera em determinado local e instante, 
caracterizado pelos seus elementos (temperatura e umidade do ar, velocidade e direção 
do vento, radiação, pressão atmosférica), fenômenos (chuva, granizo, nevoeiro, neblina, 
entre outros) e nuvens (Figura 1.12). O tempo meteorológico possui normalmente 
variações da ordem de um dia e varia no tempo cronológico e no espaço. 
(a) (b
) 
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Figura 1.12. Exemplo de análise sinótica (tempo) da atmosfera. Fonte: CPTEC – Centro de 
Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. 
 
 
CLIMA - Conjunto habitual (predominante) flutuante dos elementos físicos, químicos e 
biológicos que caracterizam a atmosfera de um local e influenciam nos seres que nele 
habitam.Definido também como o sequenciamento médio de longo tempo (em torno de 
30 anos) das condições de tempo meteorológico predominantes em determinado local. 
A palavra clima deriva do grego e significa “inclinação” referindo-se a curvatura da 
Terra, que condiciona, em grande parte, os diferentes tipos climáticos terrestres. 
As normais climatológicas representam as condições médias (30 anos) do estado 
da atmosfera do local e isso possibilita se caracterizar o CLIMA e sua comparação entre 
localidades (Sentelhas & Angelocci, 2009) (Figura 1.13). 
 
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Figura 1.13. Exemplo de análise climatológica da precipitação (mm) para o Brasil. 
Fonte: CPTEC – Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. 
 
 
 1.4. Escalas do Movimento Atmosférico 
 
A circulação atmosférica é influenciada por diversos fatores, como por exemplo, 
tipos de superfície (solo nú, oceanos ou vegetação), relevo, concentração de gases na 
atmosfera (vapor d’água, aerossóis, entre outros), radiação solar e terrestre, que nem 
sempre são simples de serem estudados. Como forma de simplificar essa grande 
quantidade de fatores no estudo das circulações atmosféricas, costuma-se categorizar os 
diversos sistemas de circulação de acordo com sua dimensão horizontal e tempo de 
atuação. 
Na atmosfera, pode-se praticamente encontrar circulações de qualquer tamanho, 
desde o microscópio movimento molecular até oscilações com escalas da ordem do 
perímetro da Terra. Todos esses diferentes tamanhos, ou escalas de movimento, são 
interdependentes. Assim, a turbulência produzida por uma montanha pode não ocorrer, 
a menos que exista um vento produzido por uma circulação maior que a própria 
montanha. 
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Com base na escala espacial de atuação, os movimentos atmosféricos podem 
ser divididos em três grandes categorias: Macroescala, Mesoescala e Microescala. 
 
 Macroescala: trata dos fenômenos em escala planetária (> 200 km), que 
caracterizam o clima de grandes áreas pelos fatores geográficos (altitude e 
latitude) e tipo de superfície (continente e oceano). Esta escala é a mais utilizada 
quando se estuda Climatologia, Mudanças Climáticas, Meteorologia Sinótica e 
Dinâmica. Na Figura 1.14 temos a reflexão da radiação da superfície da Terra, 
chamado de albedo, ou seja, quanto maior for a reflexão menor será o calor 
acumulado como, por exemplo, o gelo. 
 
 
Figura 1.14. Albedo da superfície. Fonte: http://glovis.usgs.gov/. 
 
 Mesoescala: Fenômenos em escala local ou regional (20 – 200 km), em que a 
topografia condiciona o (topo ou meso) clima pelas condições de relevo local. A 
exposição do local (definida pelas coordenadas celestes: N, S, E ou W), a 
configuração (vale, espigão, encosta) e a inclinação do terreno determinam o 
clima local (Figura 1.15). 
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Figura 1.15. Circulação local de ventos nos Andes. Fonte: COMET. 
Em Mesoescala estão associados sistema meteorológicos, como por exemplo, às 
Linhas de Instabilidade (LIs) e os Complexos Convectivos de Mesoescala (CCMs) 
(Figura 1.16). Ambos são responsáveis por eventos meteorológicos severos (chuva 
intensa, rajadas de vento, descargas elétricas, granizo, entre outras). Os CCMs e as LIs 
correspondem a uma categoria extrema dos Sistemas Convectivos de Mesoescala 
(SCMs), tal como a supercélula (Figura 1.16) é um tipo extremo de tempestade. O CCM 
é um agrupamento de nuvens tipo Cumulonimbus (Cbs) cujas bigornas formam uma 
cobertura contínua de gelo que dá o aspecto típico visto nas imagens de satélite. 
 
Figura 1.16. Chegada de uma supercélula. Fonte: Imagem obtida M. Weisman. 
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 Microescala: É aquela que condiciona o clima em pequena escala (microclima) 
(< 2 km), sendo função do tipo de cobertura do terreno (solo nu, gramado, 
floresta, cultura rasteira, represa, etc.). O fator principal é a cobertura do terreno 
e cada tipo de cobertura tem influência própria sobre o microclima (Figura 1.17). 
 
Figura 1.17. Diferentes coberturas do terreno condicionando um microclima para 
floresta (a) e cultura do milho (b). 
 
 1.5. Estação (Posto) Meteorológica e Observações Meteorológicas 
 
A estação ou posto meteorológico é o local onde é instalado convenientemente 
um conjunto de instrumentos, que permitem descrever de maneira sucinta as 
condições meteorológicas ocorrentes no momento da observação meteorológica. 
Uma observação meteorológica consiste de uma sequência de procedimentos, 
executados conforme determinadas normas, destinada a avaliação quantitativa e, ou 
qualitativa de elementos ou fenômenos meteorológicos que representam a atmosfera 
no momento da observação (Mota, 1983). 
As observações meteorológicas podem ser obtidas em altitude (através de 
radiossonda, satélite e radar, sendo mais usadas em estações sinóticas) e à superfície. 
Na superfície as observações são realizadas em estações convencionais e/ou estações 
automáticas. 
O diagrama abaixo ilustra essa estruturação (Figura 1.18). Contudo, neste 
momento iremos estudar apenas as observações meteorológicas realizadas à superfície. 
 
(a) (b
) 
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Figura 1.18. Diagrama da estrutura das observações meteorológicas. 
 
 1.6. Estações Meteorológicas Convencionais 
 
As observações dos elementos e fenômenos meteorológicos que ocorrem na 
troposfera ao nível da superfície terrestre podem ser feitas por instrumentos com leitura 
direta ou através de instrumentos registradores. As leituras devem ser sistemáticas, ou 
seja, padronizadas no tempo; uniformes, e com pessoas treinadas e devem ser 
ininterruptas, não podendo haver falhas. 
No Brasil, na rede oficial de estações convencionais as leituras são feitas às 9, 15 
e 21 horas de Brasília que correspondem as 12, 18 e 24 horas GMT (termo de língua 
inglesa que significa Tempo Médio de Greenwich), a partir daqui seguiremos o padrão 
GMT. 
 
1.6.1. Classificação quanto ao número de elementos observados 
 
a) Principal: Estações de superfície que possuem instrumentos para medida de 
todos os elementos meteorológicos, possibilitando caracterização detalhada das 
condições meteorológicas presente e sua evolução. 
 
b) Ordinária: São aquelas que não medem a pressão atmosférica, a velocidade e a 
direção dos ventos e a irradiação solar global, porém possuem os principais 
elementos para fins agrometeorológicos. 
OBSERVAÇÕES 
ALTITUDE SUPERFÍCIE 
Convencional Automática 
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c) Termo-Pluviométricas: São estações que medem apenas a temperatura do ar 
(máxima e mínima) e a chuva. Caracterizam as estações utilizadas 
particularmente em ambientes agrícolas. 
 
1.6.2. Classificação das estações quanto ao tipo das observações 
 
As estações meteorológicas podem ser classificadas nas seguintes categorias, 
dependendo do tipo de observação realizadas nelas: Sinótica, Climatológica, 
Agrometeorológica, Aeronáutica e Especiais (Mota, 1983). 
 
a) Estação Sinótica: objetiva a previsão do tempo. As medições realizadas são 
direção e velocidade do vento, temperatura do ar, umidade relativa do ar, chuva, 
pressão atmosférica, nuvens e geadas. As observações são realizadas em horários 
comuns (06, 12, 18 e 24 GMT), que para o fuso horário do Brasil, corresponde às 
03, 09, 15 e 21 horas de Brasília. 
 
b) Estação Climatológica: tempor finalidade obter dados meteorológicos para 
caracterizar o clima de uma região. Para caracterização do clima a Organização 
Meteorológica Mundial (OMM) recomenda um histórico de no mínimo 30 anos de 
observação. As medições realizadas são direção e velocidade do vento, temperatura 
do ar, umidade relativa do ar, chuva, pressão atmosférica, nuvens, geadas, 
temperatura do solo, evapotranspiração, orvalho, evaporação e radiação solar. As 
leituras são realizadas às 09, 15 e 21 horas de Brasília, ou seja, 12, 18 e 24 GMT. 
 
c) Estação Agrometeorológica: tem por finalidade fornecer informações para 
estudar a influencia do tempo (elementos meteorológicos) sobre as atividades 
agrícolas. Além de realizar observações biológicas, tais como, crescimento e 
desenvolvimento das culturas, que permitem avaliar a influência do meio físico nos 
processos biológicos. 
 
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d) Estação Aeronáutica: Realiza observações meteorológicas necessárias à 
segurança do transporte aeronáutico. Estão instaladas nos grandes aeroportos e 
fazem inúmeras observações de hora em hora. Seus dados podem também ser 
usados para fins sinóticos (previsão do tempo) ou climatológicos. 
 
e) Estações Especiais: Todas as demais estações com qualidades distintas 
enquadraram-se como tais. Como exemplos: Estações Ozonométricas (medem 
concentrações de ozônio), Estações Micrometeorológicas, Estações Actinométricas, 
Estações Radiométricas, Estações Ozonométricas, Estações de Radar, Estações de 
Recepção de Dados de Satélites Meteorológicos, Plataformas Automáticas de 
Coletas de Dados, entre outras (Vianello & Alves, 1992). 
 
 Ressalta-se que existem diversas estações que executam vários tipos de 
observação, e assim, podem ser classificadas em mais de uma das categorias acima. 
 
1.6.3. Instalação - Estação Meteorológica Convencional 
 
Os requisitos básicos para a escolha do local a ser instalada a estação 
meteorológica são: 
 Local representativo da paisagem geográfica da região (abrangência de 
aproximadamente 150 km de raio ao redor da estação); 
 Declive mínimo; 
 Horizontes abertos (amplos) – exposição aos ventos predominantes da região, 
devendo-se não instalar em fundo de vale, nem no topo de morros e montanhas; 
 Distante de obstáculos naturais e/ou artificiais; 
 Solo deve ser representativo da região, plano, que não acumulem água e 
devendo a superfície ser gramada a fim de minimizar os efeitos das diferentes 
texturas da superfície; 
 Distante de grandes massas (corpos) d’água (lagos) ou de rios; 
 
Localização geográfica: deve possuir as coordenadas geográficas, ou seja, latitude, 
longitude e altitude. 
 
Orientação no Hemisfério Sul: o acesso da estação deve ser voltado para o sul. 
 
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Montagem: a área que os aparelhos devem ocupar deve ser tal que evite o 
sombreamento ou interferência de um equipamento sobre outro. A estação deve ser 
cercada a fim de evitar a entrada de animais na área. A tela deve ser de arame 
galvanizado com malha de 5 cm e 1,5 m de altura, segundo a Organização 
Meteorológica Mundial (OMM). O terreno deve ser plano, gramado e bem drenado. 
Junto à estação deve existir um escritório (casa) de alvenaria que tem por finalidade 
conter os instrumentos de medida de pressão atmosférica. 
 
Localização dos Instrumentos: A finalidade é que um instrumento não interfira na 
medição do outro. Na porção norte instalam-se os instrumentos que não podem ser 
sombreados como o heliógrafo, actinógrafo, geotermômetros, tanques de evaporação, 
pluviômetros e evapotranspirômetros. Na porção central deve ser instalado o abrigo 
meteorológico ou abrigo termométrico, o qual deve ter a porta voltada para o sul, no 
Hemisfério Sul, e norte no Hemisfério Norte. Na porção sul são instalados aparelhos 
mais altos como, por exemplo, o anemômetro. 
 
Cuidados Gerais: A grama deve ser cortada periodicamente a fim de mantê-la com 10 
cm de altura evitando-se o sombreamento de equipamentos como, por exemplo, o 
radiômetro de Gun-Belani. Os equipamentos devem ser calibrados periodicamente. 
Cercas e mourões devem ser pintados de branco e as portas da estação e do abrigo 
devem ser mantidas fechadas. 
 
1.6.4. Tamanho, Forma e Construção - Estação Meteorológica Convencional 
 
# Estação Principal: 
 
 O tamanho total da área instrumental é de 12 x 18m (Figura 1.19). 
 Área instrumental retangular alinhada na direção N-S verdadeira. 
 Abrigo termométrico porta voltada para a direção do hemisfério onde se situa a 
estação (S no HS e N no HN). 
 Escritório (3,5 x 2,5 m) afastado 2m do lado E do cercado. 
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Figura 1.19. Planta baixa de uma Estação Meteorológica Convencional Principal. Fonte: 
Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). 
 
 
# Estação Ordinária: 
 
- O tamanho total é de 3 x 4m (Figura 1.20). 
- Área instrumental retangular alinhado N-S verdadeiro. 
- Abrigo termométrico pequeno, com porta voltada para a direção do hemisfério 
onde se situa (S no HS e N no HN). 
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Figura 1.20. Planta baixa de uma Estação Meteorológica Convencional Ordinária. Fonte: 
Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). 
 
1.6.5. Tipos de instrumentos usados nas observações à superfície em uma 
estação convencional 
 
 Dentro de uma estação ou posto meteorológico convencional (sinótico, 
climatológico e agrometeorológico) encontramos uma série de instrumentos ou 
aparelhos. Estes instrumentos são classificados como: 
 Medidores ou Leitura Direta: São aqueles cujos nomes terminam pelo sufixo 
metro. Capazes de indicar, apenas, o valor assumido pelo elemento 
meteorológico no momento da observação, ou seja, considerado em um 
determinado instante. Todos os instrumentos de leitura direta possuem um órgão 
sensível que é específico para cada um. Exemplo: A temperatura é medida por 
termômetro e seu órgão sensível é chamado de bulbo. 
 Registradores: São aparelhos que registram de forma contínua, em papel 
especial, a variação do elemento ou fenômeno que está sendo observado, num 
dado intervalo de tempo (24 horas ou uma semana). Seus nomes terminam pelo 
sufixo grafo e apresentam a seguinte constituição: 
- Órgão Sensível: Específico para cada aparelho. 
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- Mecanismo de Transmissão: Tem a função de ampliar o movimento do 
órgão sensível, possuindo em uma de suas extremidades uma pena 
registradora, onde se coloca tinta. 
- Mecanismo de Registro: Composto de tambor de relojoaria (a duração de 
sua rotação pode ser diária ou semanal), diagrama (papel especial, 
colocado ao redor do tambor de relojoaria, adequado a cada tipo de 
observação e recebendo um nome específico) e pena registradora. 
Exemplo: A temperatura é registrada pelo termógrafo e o seu diagrama é chamado de 
termograma. 
 
1.6.6. Local de instalação dos instrumentos 
 
 Na estação meteorológica convencional os instrumentos são instalados de três 
maneiras, a saber: 
i. Ar Livre: São distribuídos pelo gramado, ficando expostos ao tempo. 
ii. Abrigo Meteorológico (Termométrico): 
 Finalidade: Proteger os aparelhos, que determinam a temperatura e 
umidade do ar, das radiações (solar e terrestre), dos ventos e das 
precipitações. 
 Características: 
1) Deverá ser construído em madeira, por ter baixo coeficiente 
de condutividade térmica; 
2) Deverá ser pintado com cor reflexiva,preferencialmente 
branca ou prateada; 
3) As portas do abrigo deverão abrir para o lado do hemisfério 
em que o lugar estiver situado (no Brasil para o Sul); isto é 
para evitar a incidência direta da radiação solar sobre os 
aparelhos, quando necessitarmos abrir suas portas; 
4) Deverá ser construído dentro do princípio da ventilação 
natural e para isso suas paredes são duplas e com persianas, 
sendo estas invertidas; 
5) Seu fundo deverá ser apenas protegido por uma tela; 
6) A altura do fundo do abrigo até o solo é de 1,20m. 
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iii. Escritório: Local onde o observador meteorológico faz o trabalho de escrita 
(anotações cálculos). 
Deve ser ressaltado que em uma estação ordinária não há escritório. 
 
1.6.7. Finalidades dos instrumentos 
 
 De acordo com a finalidade os instrumentos são instalados ao Ar Livre, no 
Abrigo Meteorológico (Termométrico) ou no Escritório do Observador, como 
segue. 
I. Ar Livre: São distribuídos pelo gramado, ficando expostos ao tempo (Figura 
1.21). 
 Medidores: 
1) Catavento: Mede a velocidade e direção do vento (m/s). 
2) Anemômetro: Mede a velocidade e direção do vento (graus). 
3) Evapotranspirômetro: Mede a evapotranspiração vegetal, 
sendo encontrado em postos agrometeorológicos (mm). 
4) Geotermômetro: Mede a temperatura do solo (ºC). 
5) Pluviômetro: Mede a quantidade de precipitação pluvial 
(mm). 
6) Tanque de Evaporação: Mede a evaporação (mm). 
 Registradores: 
1) Actinógrafo: Registra a quantidade de radiação solar 
(cal/cm²d). 
2) Heliógrafo: Registra o número de horas de brilho solar 
(insolação) (horas). 
3) Anemógrafo: Registra a velocidade e direção do vento (m/s). 
4) Evaporígrafo: Registra a evaporação da água (mm). 
5) Geotermógrafo: Registra a temperatura do solo (ºC). 
6) Pluviógrafo: Registra a quantidade e intensidade de 
precipitação pluvial (mm/h). 
7) Orvalhógrafo: Registra o orvalho (mm). 
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Figura 1.21. Imagem mostrando a estação meteorológica e seus instrumentos ao ar livre. 
Fonte: http://agro.unitau.br/ppgca2/fotos/. 
 
II. Dentro do Abrigo Meteorológico (Termométrico): 
O abrigo termométrico tem por finalidade manter determinados instrumentos 
protegidos da incidência direta da radiação solar, velocidade do vento e chuva, e ao 
mesmo tempo, permitir o contato direto desses instrumentos com o ar livre, baseado na 
ventilação natural. 
 
 Medidores: 
1) Termômetro comum ou ordinário: Mede a temperatura do ar; 
2) Termômetro de máxima: Mede a temperatura máxima do ar; 
3) Termômetro de mínima: Mede a temperatura mínima do ar; 
4) Psicrômetro: Serve para determinar a umidade relativa do ar; 
5) Evaporímetro: Mede a evaporação à sombra. 
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 Registradores: 
1) Termógrafo: Registra a temperatura do ar; 
2) Higrógrafo: Registra a umidade relativa do ar; 
3) Higrotermógrafo ou Termohigrógafo: Registra a umidade 
relativa e temperatura do ar (substitui os dois anteriores). 
A Figura 1.22 mostra o abrigo meteorológico e a distribuição dos instrumentos 
dentro do mesmo. 
 
Figura 1.22. Imagem mostrando o abrigo meteorológico e os aparelhos em seu interior. 
Fonte: http://www.ufjf.br/labcaa/equipamentos/. 
 
Ressalta-se que o abrigo da estação meteorológica ordinária é menor e não 
contém o Evaporímetro. 
 
III. Dentro do Escritório: 
 
 Medidor: 
1) Barômetro: Mede a pressão atmosférica do ar. 
 Registrador: 
1) Barógrafo: Registra a pressão atmosférica do ar. 
A Figura 1.23 mostra exemplos de barômetro e barógrafo. 
Apostila de Meteorologia Básica - IF 111 – 2013 – DCA/IF/UFRRJ 
36 
 
 
Figura 1.23. Imagens mostrando instrumentos de pressão atmosférica instalados dentro 
do escritório do posto meteorológico. Fonte: http://agro.unitau.br/ppgca2/fotos/. 
 
 
1.6.8. Horários das observações meteorológicas 
 
No Brasil, na rede oficial de estações convencionais as leituras são feitas às 09, 
15 e 21 horas de Brasília que correspondem às 12, 18 e 24 horas GMT. A seguir são 
apresentados estes períodos de tempo realizados nas estações convencionais, 
principalmente sinóticas, onde seguem os procedimentos da OMM (WMO, 2010). 
 
 
 
 1ª Observação – 09h00 no Brasil (12h00 GMT): 
 
APARELHO OBSERVAÇÃO MANUTENÇÃO 
Anemômetro Fazer a Leitura - 
Pluviômetro Fazer a Leitura Retirar a precipitação 
Termômetro de Máxima Fazer a Leitura Voltar a coluna 
Termômetro de Mínima Fazer a Leitura Voltar os halteres 
Termômetro de Bulbo Seco Fazer a Leitura - 
Termômetro de Bulbo Úmido Fazer a Leitura Colocar a água 
Evaporímetro Fazer a Leitura Verificar o nível da água 
Geotermômetro Fazer a Leitura - 
Anemógrafo Retirar o diagrama Colocar diagrama novo e dar corda 
Pluviógrafo Retirar o diagrama Colocar diagrama novo e dar corda 
Termógrafo Retirar o diagrama Colocar diagrama novo e dar corda 
Higrógrafo Retirar o diagrama Colocar diagrama novo e dar corda 
 
 
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37 
 
 2ª Observação – 15h00 no Brasil (18h00 GMT): 
 
APARELHO OBSERVAÇÃO MANUTENÇÃO 
Anemômetro Fazer a Leitura - 
Pluviômetro Fazer a Leitura Retirar a precipitação 
Termômetro de Bulbo Seco Fazer a Leitura - 
Termômetro de Bulbo Úmido Fazer a Leitura Verificar o nível da água 
Geotermômetro Fazer a Leitura - 
 
 
 3ª Observação – 21h00 no Brasil (24h00 GMT): 
 
APARELHO OBSERVAÇÃO MANUTENÇÃO 
Anemômetro Fazer a Leitura - 
Pluviômetro Fazer a Leitura Retirar a precipitação 
Termômetro de Máxima Fazer a Leitura Voltar a coluna 
Termômetro de Mínima Fazer a Leitura Voltar os halteres 
Termômetro de Bulbo Seco Fazer a Leitura - 
Termômetro de Bulbo Úmido Fazer a Leitura Verificar o nível da água 
Geotermômetro Fazer a Leitura - 
Actinógrafo Retirar o diagrama 
Colocar diagrama novo e dar 
corda 
Heliógrafo Retirar a tira heliográfica Colocar a tira nova 
 
Quando os aparelhos registradores utilizam diagramas semanais, sua troca deve 
ser feita às segundas-feiras. 
Observação: O total da precipitação de um dia corresponde ao somatório das leituras 
do pluviômetro feitas nos horários das 09h00, 15h00 e 21h00 no Brasil. 
 
 
 1.7. Estações Meteorológicas Automáticas 
 
Uma estação meteorológica automática coleta, de minuto em minuto, as 
informações meteorológicas (temperatura e umidade do ar, pressão atmosférica, 
precipitação, direção e velocidade do vento e radiação solar) representativas da área em 
que está localizada. A cada hora, estes dados são integrados e disponibilizados para 
serem transmitidos, via satélite ou telefonia celular, para um dado local, por exemplo, a 
sede do Instituo Nacional de Meteorologia (INMET), em Brasília. 
Apostila de Meteorologia Básica - IF 111 – 2013 – DCA/IF/UFRRJ 
38 
 
O conjunto dos dados recebidos é validado, através de um controle de qualidade 
e armazenado em um banco de dados. Além disto, os dados estão disponíveis 
gratuitamente online (www.inmet.gov.br/sonabra/maps/pg_automaticas.php) para a 
elaboração da previsão do tempo e dos produtos meteorológicos diversos de interesse de 
usuários setoriais e do público em geral e para uma vasta gama de aplicações em 
pesquisa, como por exemplo, Meteorologia, hidrologia e Oceanografia. 
A estação meteorológica automática inclui os seguintes subsistemas: 
a) Coleta de dados; 
b) Controle e armazenamento; 
c) Energia (painel solar e bateria); 
d) Comunicação. 
A coleta de dados é feita través de sensorespara medição dos elementos 
meteorológicos a serem observados. As medidas tomadas, em intervalos de minuto a 
minuto, e integradas no período de uma hora, para serem transmitidas, são: 
# Temperatura do ar (instantânea, máxima e mínima); 
# Umidade relativa do ar (instantânea, máxima e mínima); 
# Temperatura do ponto de orvalho (instantânea, máxima e mínima); 
# Pressão atmosférica do ar (instantânea, máxima e mínima); 
# Velocidade do vento instantânea; 
# Direção do vento; 
# Intensidade da rajada do vento; 
# Radiação solar; 
# Precipitação acumulada no período. 
 
 
1.7.1. Tamanho, Forma e Construção - Estação Meteorológica Automática 
 
- Área instrumental retangular alinhado N-S verdadeiro. 
Uma estação meteorológica automática deve ser instalada em uma área gramada 
fechada com um cercado de tela metálica de 14 x 18 m e um mínimo de 50 m
2
 livre de 
efeitos de construções ao seu redor e protegida contra roubo e vandalismos (Figura 
1.24). 
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39 
 
 
 
 
Figura 1.24. Croqui do cercado de uma Estação Meteorológica Automática (vista de 
cima e de lado). Fonte: http://www.inmet.gov.br/portal/css/content/topo_iframe/pdf/Nota_Tecnica-
Rede_estacoes_INMET.pdf. 
 
Figura 1.25. Exemplos de estações meteorológicas automáticas. Fonte: 
http://www.inmet.gov.br/portal/css/content/topo_iframe/pdf/Nota_Tecnica-Rede_estacoes_INMET.pdf. 
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 1.8. Estação de Altitude - Radiossondagem 
 
A radiossonda é um conjunto de instrumentos e sensores para medir a variação 
vertical da temperatura e umidade do ar e pressão atmosférica, além da velocidade e 
direção do vento, enquanto é elevada na atmosfera até alturas típicas da ordem de 30 
km, por um balão inflado com gás hélio (Figura 1.26). 
 
 
Figura 1.26. Radiossonda ascendendo na atmosfera por um balão com gás hélio. 
 
O deslocamento da sonda é registrado por uma antena GPS que permite a 
medida da direção e velocidade do vento. Os dados observados, minuto a minuto, são 
enviados via rádio para a estação receptora no solo que os processa, gera uma 
mensagem codificada e a envia para o Centro Coletor, onde ocorrerá a distribuição 
global. 
A Rede de Estações de Altitude no Brasil conta com aproximadamente 40 
estações e está distribuída entre INMET, Departamento de Controle do Espaço a Aéreo 
(DECEA) e Diretoria de Hidrografia e Navegação da Marinha (DHN), que são órgãos 
operacionais. 
 
 1.9. Radar Meteorológico 
 
O radar começou a ser usado para fins meteorológicos após a última guerra 
mundial, quando o radar deixou de ser usado apenas para finalidades militares. A 
palavra RADAR deriva da expressão “Radio Detection And Ranging”, ou seja, o uso 
das ondas de rádio na detecção de objetos e na medida das distâncias dos mesmos 
(Vianello & Alves, 1992). 
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41 
 
As imagens de radar meteorológico são fundamentais para a detecção de 
tempestades. O exemplo abaixo (Figura 1.27) mostra a imagem de um radar localizado 
no Sumaré-RJ. Estas imagens são atualizadas a cada dois minutos e permitem observar 
a localização, o deslocamento e a intensidade da precipitação (chuva, granizo). A 
refletividade captada pelo radar (legenda) pode ser relacionada à intensidade da 
precipitação. Quanto maior o valor em decibéis (dbz), maior é a intensidade da 
formação. 
 
 
Figura 1.27. Imagem do radar meteorológico localizado em Sumaré-RJ. Fonte: 
http://www.climatempo.com.br/alerta-rio/radar.php. 
 
1.10. Satélites Meteorológicos 
 
Um satélite meteorológico é um tipo de satélite artificial, que é principalmente 
usado para monitorar o tempo e o clima da Terra, embora monitorem também os efeitos 
da atividade humana, como uso de iluminação em cidades, queimadas, níveis de 
poluição, além das auroras polares, tempestades de raios e poeira, superfícies cobertas 
por neve e gelo, desmatamento e correntes oceânicas, entre outros. 
Além disso, as imagens dos satélites meteorológicos ajudam no monitoramento 
das nuvens liberadas por vulcões e também da fumaça de queimada de florestas (Figura 
1.28). 
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Figura 1.28. Exemplo de Satélite Meteorológico: GOES-8. 
 
1.10.1. Satélite Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES) 
 
O GOES é um satélite com cinco canais espectrais na faixa do visível (0,55 - 
0,75 μm), três canais infravermelhos (3,8 - 4,0 μm, 10,2 - 11, 2 μm, 11,5 - 12, 5 μm) e 
um canal para o vapor d’água (6,5 - 7,0 μm). No canal visível, a resolução é de 1 km. 
Nos canais do infravermelho, a resolução é de 4 km. Para o canal do vapor d’água, a 
resolução é de 8 km. 
 
1.10.2. Satélite METEOSAT 
 
São satélites geoestacionários europeus mantidos pela EUMETSAT 
(Organização Europeia para a Exploração de Satélites Meteorológicos). A altitude dos 
satélites é de 35.800 km. Seu campo de imagem (42% da superfície da Terra) é restrito à 
sua localização sobre na vertical sobre a intersecção do Equador com o meridiano de 
Greenwich. Equipado com um sensor espectral, ele explora a superfície terrestre por 
faixas. Para cada pixel desta faixa, se obtém a energia irradiada para diferentes gamas 
espectrais. Os três espectros do METEOSAT são o Visível (0,45 – 1,00 μ m). O 
infravermelho (10,5 – 12,5 μ m) e vapor d’ água (5,7 – 7,1 μ m). 
 
 
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43 
 
Referências do Capítulo 
 
AYOADE, J. O. Introdução à Climatologia para os Trópicos. Difel, 2006. 
 
DELGADO, R. C. Avaliação de Modelos Físico-Matemáticos para Estimativa da 
Umidade Relativa do Ar e Déficit de Pressão de Vapor a partir de Dados de 
Temperatura do Ar. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Viçosa, 
Viçosa, 107p, 2007. 
 
MOTA, F. S. da. Meteorologia Agrícola. Nobel, São Paulo, 1983. 
 
SENTELHAS, P. C. & ANGELOCCI, L. R., 2009. Definições e Conceitos. Slides de 
Aula da Disciplina LCE 360 – Meteorologia Agrícola, ESALQ/USP. 
 
TUBELIS, A. & NASCIMENTO, F. J. F. Meteorologia Descritiva: Fundamentos e 
Aplicações Brasileiras. São Paulo: Nobel, 1980. 374 p. 
 
VAREJÃO-SILVA, M.A. Meteorologia e Climatologia. Brasília: Inmet, 2001. 531p. 
 
VIANELLO, R L. & ALVES, A. R. Meteorologia Básica e Aplicações. Viçosa: UFV – 
Imprensa Universitária, 1992. 449 p. 
 
WMO, 2010. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation. World 
Meteorological Organization, WMO-No. 8, 2008 Edition, Updated in 2010. 
 
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Exercícios Resolvidos 
 
1) O que é Meteorologia? 
Resposta: É o ramo da ciência que estuda a atmosfera terrestre, relacionando o estado 
físico, químico e dinâmico dos elementos e fenômenos que nela ocorrem e suas 
interações com a superfície terrestre e com os seres que nela habitam. 
 
2) O que é uma estação Meteorológica? 
Resposta: Local onde é instalado convenientemente um conjunto de instrumentos que 
descrevem de maneira sucinta as condições meteorológicas ocorrentes no momento da 
observação. 
 
3) Quais os requisitos para instalação de uma estação meteorológica de superfície? 
Resposta: 
 Local representativo da paisagem geográfica da região (abrangência de 
aproximadamente 150 km
2
 ao redor da estação); 
 Declive mínimo; 
 Horizontes abertos (amplos) – exposição aos ventos gerais da região, devendo-se 
não instalar em fundo de vale; 
 Distante de obstáculos naturais e/ou artificiais; Solo deve ser representativo da região, plano, que não acumulem água e deve ser 
gramada a fim de minimizar os efeitos das diferentes texturas; 
 Distante de grandes massas (corpos) de água (lagos) ou de rios; 
 
4) O que é um aparelho medidor? 
Resposta: São aqueles cujos nomes terminam em metro. Medem as observações que 
estão sendo realizadas e todos possuem um órgão sensível que é específico para cada 
elemento medido. 
 
5) Quais os locais de instalação dos instrumentos dispostos em uma estação 
meteorológica convencional? 
Resposta: Ar Livre, Abrigo Meteorológico ou termométrico e Escritório. 
 
6) Quais os instrumentos de leitura direta instalados ao ar livre? 
Resposta: Catavento, Anemômetro, Evapotranspirômetro, Geotermômetro, 
Pluviômetro e Tanque de Evaporação. 
 
7) Quais os instrumentos registradores instalados dentro do abrigo meteorológico? 
Resposta: Termógrafo, Higrógrafo, Higrotermógrafo ou Termohigrógafo. 
 
8) Quais os períodos de observações usadas no Brasil? 
Resposta: No Brasil as leituras são feitas às 09, 15 e 21 horas. 
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Exercícios Propostos 
 
1) Qual a diferença entre Tempo e Clima? 
 
2) Defina elementos e fenômenos meteorológicos e dê exemplos. 
 
3) Quais os tamanhos, formas e construções das estações meteorológicas principais 
e ordinárias? 
 
4) Qual a diferença entre medidores e registradores? 
 
5) Quais os registradores instalados ao ar livre? 
 
6) Qual o local de instalação do barógrafo e do barômetro? 
 
7) Como é obtido o total de precipitação de um dia? 
 
8) Quais as diferenças existentes entre a estação meteorológica automática e a 
estação meteorológica convencional?