Climatologia e Meteorologia FLORESTAL

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Qual a diferença entre Climatologia e Meteorologia?
A climatologia é o estudo dos fenômenos da troposfera, ou seja os elementos do clima, como chuva, a temperatura, ventos, etc., já a meteorologia 
Climatologia é o estudo de fenômenos metrológico-climáticos que ocorre na primeira camada da atmosfera e sua descrição estatística, em termos de valores médios seqüenciais. Desse modo, faz-se uma descrição do ritmo anual mais provável de ocorrência dos fenômenos atmosféricos. É esse seqüenciamento médio que define o clima de um local, e que determina quais atividades são ali possíveis. Essa caracterização média define a Climatologia, que utiliza valores médios (de longo período).
Meteorologia é o ramo da ciência que se ocupa dos fenômenos físicos da atmosfera (meteoros). Seu campo de atuação abrange o estudo das condições atmosféricas em dado instante, ou seja, das condições do tempo. Tais condições resultam da movimentação atmosférica, que é originada pela variação espacial das forças atuantes na massa de ar. Um dos desafios da ciência é prever, com razoável antecedência, os resultados dessa movimentação e suas possíveis conseqüências. 
Defina clima e tempo meteorológico.
Clima é o conjunto de fenômenos meteorológicos que caracteriza o estado médio da atmosfera de determinado local, ou seja, é estático. O clima de um local é a resultante da interação dos fenômenos metrológicos (chuvas, ventos, temperatura do ar, pressão atmosférica). Tempo são condições meteorológicas ocorrentes no momento da observação em um determinado local da superfície terrestre, o tempo é dinâmico, extremamente variável. 
Conceitue normal climatológica.
Normal Climatológica são valores médios calculados dos dados meteorológicos para um período mínimo de 30 anos.
Este conceito é muito importante para a área agrícola, pois através desta serie historia de dados é que se pode analisar e planejar o calendário agrícola, possibilitando o zoneamento agrícola, indicando qual a melhor espécie/cultura a ser implantada e as formas de manejo adequado e em épocas ou períodos do ano executar determinadas tarefas desse planejamento. 
O que são elementos do clima e fatores do clima? Cite 5 de cada um destes e descreva sua importância para os Sistemas Florestais.
Elementos são grandezas (variáveis) que caracterizam o estado da atmosfera, ou seja: radiação solar, temperatura, umidade relativa, pressão, velocidade e direção do vento, precipitação. Esse conjunto de variáveis descrevem as condições atmosféricas num dado local e instante.
Radiação Líquida (Rn): Esta é a principal fonte de energia para o processo de evapotranspiração, e ela depende da radiação solar incidente e do albedo da vegetação. Vegetação mais escura absorve mais radiação solar.
Temperatura: Ao longo de um dia, o aumento da temperatura do ar provoca aumento no déficit de saturação, tornando maior a demanda evaporativa do ar. 
Umidade Relativa do Ar: A umidade relativa do ar atua em conjunto com a temperatura. Quanto maior a UR, menor a demanda evaporativa e, portanto, menor a ET. 
Pressão: É um fator determinante para a velocidade e direção dos ventos.
Vento (Advecção Regional de Energia): Advecção representa o transporte horizontal de energia de uma área mais seca para outra mais úmida, e esta energia adicional é utilizada no processo de ET. O vento também ajuda a remover vapor d’água do ar próximo às plantas para outras regiões. 
O efeito combinado de temperatura, umidade relativa, e velocidade do vento definem a demanda atmosférica por vapor d’água.
Fatores são agentes causais que condicionam os elementos climáticos. Fatores geográficos tais como latitude, altitude, continentalidade/oceanalidade, tipo de corrente oceânica, afetam os elementos. Por exemplo, quanto maior a altitude menor a temperatura e a pressão. A radiação solar pode ser tomada ou como fator condicionador ou como elemento dependente da latitude, altitude, e época do ano.
Altitude: Com a variação da altitude há também uma variação da temperatura, e isso pode determinar não haver ocorrência de uma dada vegetação para um determinado lugar, por exemplo, no alto do Himalaia, não há uma população tão diversa quanto no nível do mar.
Latitude: Com a variação da latitude muda-se também a radiação solar, influenciando diretamente na fotossíntese vegetal.
Relevo: Com a variação do relevo vários tipos de solo são formados influenciando diretamente na nutrição, por exemplo das plantas.
Continentalidade e maritimidade; tais fenômenos influenciam na quantidade de chuvas em uma região, também os ventos.
O que são estações meteorológicas de superfície? Quais os principais tipos? Quais suas diferenças?
A estação meteorológica é o local onde ocorre as observações meteorológicas, que consiste da coleta rotineira de dados referentes aos diversos elementos meteorológicos, que caracterizam o estado da atmosfera, ou seja, o tempo.
As estações podem ser classificadas de acordo com sua finalidade e pelo sistema de coleta dos dados. Elas são também classificadas de acordo com a sua complexidade em termos do número de elementos meteorológicos observados. Os principais tipos estão descritos abaixo.
QUANTO À FINALIDADE DAS OBSERVAÇÕES:
Existem vários tipos de estações meteorológicas de superfície, dependendo da sua finalidade. Entre elastem-se:
Estações Sinópticas: são ligadas ao sistema nacional e mundial de previsão de tempo, destinadas a essafinalidade com observações em horários convencionados de leitura (0:00, 6:00, 12:00, 18:00h - GMT), comenvio rápido dos dados para os órgãos responsáveis pela previsão.
Estações Climatológicas: elas têm o objetivo de caracterizar o clima de uma região. A estação sinópticatambém é uma estação climatológica.
Estações Aeronáuticas: são destinadas à coleta de informações necessárias à segurança do transporte aeronáutico. Normalmente instaladas em aeroportos.
Estações Agrometeorológicas: objetivam coletar dados meteorológicos de interesse às atividades agrícolas
e que por isso realizam algumas observações não encontradas em outros tipos de estação, como temperatura do solo e evaporação.
Postos pluviométricos: são destinados à coleta de chuvas para manejo de recursos hídricos.
QUANTO AO SISTEMA DE COLETA DE DADOS:
Estações Meteorológicas Convencionais (EMC): a EMC é o tipo de estação que exige a presença diária do observador meteorológico para coleta dos dados. Os equipamentos que constam de uma EMC são normalmente de leitura direta, como os termômetros, ou com sistema mecânico de registro, como o termohigrógrafo, o pluviógrafo, o anemógrafo e o actinógrafo.
Estação Meteorológica Automática (EMA): a EMA é o tipo de estação que tem a coleta de dados totalmente automatizada. Nela os sensores operam com princípios que permitem a emissão de sinais elétricos, que são captados por um sistema de aquisição de dados (datalogger), possibilitando o armazenamento e o processamento informatizado dos dados. Apresenta como principal vantagem o registro contínuo de todos os elementos, com aquisição e saída dos dados em intervalos que o usuário pode programar (por exemplo, aquisição a cada segundo e armazenamento das médias a cada 15 min.).
QUANTO AO NÚMERO DE ELEMENTOS OBSERVADOS:
Primeira Classe: são aquelas que possuem instrumentos para medida de todos os elementos meteorológicos, possibilitando caracterização detalhada das condições meteorológicas do local.
Segunda Classe: são aquelas que não medem a pressão atmosférica (barômetro ou barógrafo), a velocidade e a direção dos ventos (anemômetro ou anemógrafo), e a irradiância solar global (actinógrafo ou radiômetro); porém, possibilitam caracterização dos principais elementos para fins agrometeorológicos.
Terceira Classe: também conhecida como estações termo-pluviométricas, por medir apenas a temperatura do ar (máxima e mínima) e a chuva. É normalmente utilizada em propriedades agrícolas, com a finalidade de monitorar o balanço hídrico do solo.
Defina: fluxo e densidade de fluxo de radiação, declinaçãosolar, fotoperíodo, fotoperiodismo, radiação solar no topo da atmosfera.
Fluxo de radiação a quantidade de radiação solar recebida.
Densidade de fluxo de radiação quantidade de radiação solar recebida por uma superfície de área unitária, na unidade de tempo.
Declinação solar (δ) pode ser definido como sendo o ângulo que se forma entre um traçando-se um raio imaginário ligando o centro da Terra à posição do Sol em relação ao plano equatorial terrestre.
Fotoperíodo (N) ao intervalo entre o nascer e o pôr do Sol num dado dia, também denominado de duração do dia. Também pode serentendido como o período em que o sol fica exposto em determinada parte da superfície terrestre ou horas em que a luz incide na superfície. 
Fotoperiodismo é o termo usado para descrever os efeitos e as adaptações que as espécies vegetais apresenta processo de desenvolvimento que responde ao fotoperiodo. Por exemplo, plantas perenes adaptadas a climas frios respondem a estímulos do fotoperíodo, pois são freqüentes as ocorrências de curtos períodos com elevação súbita da temperatura durante o inverno. Se essas plantas responderem apenas a estímulos de temperatura, elas sofrerão danos térmicos logo que a temperatura voltar ao normal do inverno. Portanto, o fotoperíodo funciona como um estímulo que a planta percebe tanto para iniciar seu período de repouso como para retornar ao período vegetativo.
Radiação solar no topo da atmosfera é a energia proveniente da radiação solar ao atingir o topo da atmosfera, antes desta interagir com a matéria.
Construa um gráfico (em EXCEL), demonstrando o comportamento da radiação no topo da atmosfera e o fotoperíodo para Goiânia-GO (16° 40’ 43” S; 49° 15’ 14” W; 749 m), indicando no gráfico as quatro estações do ano (solstícios de Inverno e Verão; Equinócios de Primavera e Outono). Ainda, em Excel, faça a hora de nascer e do pôr-do-sol de cada dia do ano, fazendo o ajuste devido ao fuso horário (gráfico hora do nascer e pôr-do-sol versus dia juliano).
A radiação solar pode ser medida com qual equipamento? Quais as principais unidades para a medida de energia solar?
O equipamento utilizado é o heliógrafo, constituído de uma esfera de cristal, ajustada sobre um suporte no qual uma tira de papelão é fixada. A convergência dos raios solares sobre a tira, quando há irradiância direta, produz sua queima, permitindo o registro do período de insolação. Pode ser unidades como “nm”, “cal/cm²min”
Defina: comprimento, frequência e velocidade de uma onda eletromagnética. Construa um gráfico exemplificando cada uma delas.
Comprimento de onda é definida a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos. Representamos o comprimento de uma onda qualquer utilizando o seguinte símbolo: (λ).
Frequência é o numero de vezes que este comprimento se repete em uma unidade de tempo e é medida em hertz.
Velocidade de uma onda é a velocidade é a razão da distancia percorrida pela onda em uma determinada unidade de tempo.
Frequência
Comprimento de onda
Figura: Onda eletromagnética.
O que você entende por espectro solar e terrestre, quais os comprimentos de onda envolvidos? Qual sua importância agrometeorológica.
Espectro solar: emite λ = 0,2 a 4 μm (micrômetros = 10-6) ou de 200 a 4.000 nm (nanômetros = 10-9), também chamada de radiação de onda curta. Pode se dizer que o sol energia em, praticamente, todos os comprimentos de onda do espectro eletromagnético permeados pelas diversas linhas de absorção. 44% de toda energia emitida se encontra no espectro visível, responsável pelo fenômeno da visão e da fotossíntese. O restante se divide em radiação ultravioleta, responsável pela síntese de vitamina D, mutações e queimaduras, e o infravermelho, responsável pela coloração dos frutos e pelo efeito do fotoperiodico. É importante, pois muitas plantas em diferentes estágios evolutivos absorvem luz em diferentes comprimentos de onda. 
Espectro terrestre: emite λ = 4 a 50 μm ou de 4.000 a 50.000 nm; chamada de radiação de onda longa. Parte dessa radiação volta para o espaço e parte é retida na atmosfera pela camada de ozônio. 
Quais as 3 principais faixas da radiação solar, e quais seus comprimentos de onda.
 Ultravioleta: corresponde cerca de 4% da radiação solar; a qual varia na faixa do comprimento de onda (λ) correspondente a 0,2 a 0,4 μm. Esta radiação é responsável pela síntese de vitamina D, mutações e queimaduras. 
Visível: corresponde em torno de 44% da radiação solar, variando na faixa de λ = 0,4 - 0,7 μm. É responsável pelo fenômeno da visão e da fotossíntese. 
Infra-vermelho: corresponde cerca de 52% da radiação solar, variando de λ = 0,7 a 4 μm. Responsável pela coloração dos frutos e efeito fotoperiódico. 
Quais as formas de interação da energia com a matéria estudadas na disciplina?
A radiação de onda curta, ao interagir com a atmosfera e a superfície, sofre processos de atenuação (absorção, difusão e reflexão), sendo que uma parte do que chega no limite externo da atmosfera (Qo) atinge a superfície, onde outra parte sofre também reflexão. Isto estabelece um balanço de radiação de ondas curtas (ganhos e perdas). 
Defina Albedo, absortividade e transmissividade. Qual seria o albedo do solo, de um gramado, da água, de animais, e de culturas agrícolas (cite alguns exemplos)?
Refletividade ou Albedo de onda curta (R) é a relação existente entre radiação solar refletida e radiação solar incidente. Representa a fração da radiação solar que é refletida pela superfície em que se incide, esta pode variar de zero a 100% (R=KR/K).
Absortividade ou poder absortivo de onda curta (A) este conceito indica qual a fração da radiação solar incidente que é absorvida por uma superfície; ou seja, é a relação entre a energia absorvida (KA) e a energia incidente (K↓) (A=KA/K).
Transmissividade de onda curta (T) é a relação entre a energia solar incidente (K↓) e a radiação transmitida KT (T=Kt/A). A transmissividade representa a fração de radiação que incide numa superfície e emerge na face oposta sem ser alterada e sem provocar alterações no corpo.
A soma destas três formas de interação da radiação solar com a matéria deverá ser igual a 1 (valor absoluto) ou 100% (A+R+T=1 ou 100%).
	
Qual a diferença entre Emissividade e Poder Emissivo. Quais são os valores médios de emissividade para plantas, animais, solo e água?
É a capacidade que um corpo tem de emitir a energia retida nele, para o meio na forma de calor, em relação a um corpo negro. Pode ser expressa por ɛ=Ecx/Ecn, onde Ecx é o poder emissivo do corpo em questão, e Ecn é o poder emissivo de um corpo negro. 
 Conceitue: insolação real, radiação difusa e radiação direta.
Insolação real ou brilho solar (n) é o número de horas que os raios solares incidem diretamente sobre uma superfície. Esta pode ser medida a partir de um aparelho chamado Heliógrafo, tendo suas medidas dadas em horas. 
Radiação difusa (Kd) é a fração da radiação solar que atinge a superfície do solo após interagir com a atmosfera, a qual possui raios multidirecionais.
Radiação direta (KD) é a fração da radiação solar que atinge a superfície do solo sem interagir com a atmosfera, atingem a superfície em forma de raios paralelos, ou seja, unidimensionais. 
Construa um gráfico (em Excel) demonstrando o comportamento da radiação solar global incidente (Qg) e a radiação no topo da atmosfera (Qo) ao longo do ano. Sendo que Qg estimada com base na equação de Ängstron (Goiânia-GO: a=0,27; b=0,49).
Defina saldo de radiação? Como pode ser medido ou estimado?
Balanço global de radiação ou saldo de radiação (Rn ou Q*) O Rn (cal cm-2 min.-1) contabiliza a entrada e saída de radiação de ondas curtas e de ondas longas sobre a superfície terrestre, podendo ser estimada a partir da equação Rn=K*+L*. 
Basicamente, o saldo de radiação é o gasto devido a três processos: 
a) Fluxo de calor latente, o qual é devido às mudanças de fases da água, sobretudo varia em função da evaporação, transpiração ou evapotranspiração (LE); 
b) Fluxo de calor sensível, que representao aquecimento do ar (A); 
c) Aquecimento do solo (S). 
Pode ser medido por Piranômetros; Pireliômetros; Heliógrafo e Actinógrafo. 
Explique como ocorre a variação de temperatura do solo ao longo de um dia, em diferentes profundidades (0, 10, 20, 30, 40 e 50 cm).
O regime térmico de um solo é determinado pelo aquecimento da superfície pela radiação solar e transporte, por condução, de calor sensível para seu interior. Durante o dia, a superfície se aquece, gerando um fluxo de calor para o interior. À Noite, o resfriamento da superfície, por emissão de radiação terrestre (ondas longas), inverte o sentido do fluxo, que agora passa a ser do interior do solo para a superfície. 
Em relação as profundidades a temperatura tem uma tendência a se homogenizar nas camadas mais profundas. Durante o dia o solo vai aquecendo o fluxo de calor que vai em direção vai aquecendo as acamadas mais superiores e quando mais inferior menos estas vão se aquecer mantendo uma temperatura homogênea.
 Gráfico . Indica a variação de temperatura no perfil de solo ao longo do tempo.
Cite e descreva as principais propriedades térmicas do solo.
Calor específico (c): capacidade de um solo de receber uma unidade de energia e se elevar a temperatura, ou seja, receber ou perder uma caloria e eleva ou reduz um ºC em um grama de solo.
Calor Especifico Volumétrico (cv): quantidade de energia necessaria para aumentar ou reduzir um cm3 de solo em um ºC. Ex.: Solos arenosos=0,3 cal/cm-3/ºC-1. Solos argilosos=0,6 cal.cm-3.ºC-1.
Condutividade térmica (Kt): capacidade de um solo de conduzir energia. Esta propriedade determina uma quantidade de energia que flui em dois pontos por tempo elevado e reduzido e temperatura entre dois pontos.
Difusidade térmica (Dt) capacidade de um solo de conduzir energia evidenciado uma frente de aquecimento ou de resfriamento. Ea razão entre a condutividade termica e o calor específico. Dt=Kt/Cv. Cm2.s-1
Quais são os fatores que afetam as propriedades térmicas do solo.
Porosidade, teor de água no solo e o teor de matéria orgânica no solo. 
Porosidade: Os espaços vazios de um modo podem ser preenchidos por água e/ou ar. Quando preenchidos com água suas propriedades térmicas são alteradas. Existe maior ou menor retenção de água no solo em função dos microporos e dos macroporos.
Tipo de solo: Está relacionado com a textura e estrutura e composição do solo. A condutibilidade térmica depende deste, por exemplo, solos ricos em quartzo, possuem uma maior condutibilidade, e portanto maior amplitude térmica. 
Relevo: é um fator intrínseco topoclimático, que condiciona o terreno a diferentes exposições à radiação solar direta.
Cobertura de superfície:é um fator microclimático. Solos desnudos ficam sujeitos a grandes variações térmicas diárias nas camadas mais superficiais, em dias de alta irradiância. A existência de cobertura com vegetação ou com resíduos vegetais (mulch) modifica o balanço de energia, pois a cobertura intercepta a radiação solar antes dela atingir o solo.
Fatores externos: Os fatores externos estão relacionados aos elementos meteorológicos que afetam o balanço de energia na superfície, e também sua posterior partição, ou seja, irradiância solar global, temperatura do ar, nebulosidade, vento, e a chuva. Nesse contexto, esses elementos meteorológicos passam a condicionar a temperatura do solo, tornando-se fatores.
Explique os conceitos de temperatura do ar ótima, base e máxima para o crescimento vegetal. Construa um gráfico sendo “X” as taxas de crescimento e “Y” a temperatura do ar.
Temperatura do ar ótima: temperatura ou faixa de temperatura em que as plantas atingem as maiores taxas de crescimento.
	Temperatura do ar base: temperatura mínima necessária para que o crescimento se inicie.
	Temperatura do ar máxima: para o crescimento vegetal é o limite de temperatura suportado pela planta, onde a taxa de crescimento vegetal se torna nula.
	Exemplo:
	
	Crescimento (cm)
	temperatura do ar (ºC)
	0
	0
	15
	15
	35
	20
	40
	25
	50
	30
	40
	35
	35
	40
	15
	45
	0
	50