nocoes de climatologia

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Noções de Climatologia
março 2014
Prof. Fernando D. Fagundes
ConteúdoConteúdo
3.1 Meteorologia e Climatologia
3.2 Atmosfera e as camadas
3.3 Fluxos: efeito estufa
3.4 Variáveis climáticas
3.5 Caracterização climática
3.6 Circulação geral da atmosfera
- El Nino, La Nina
- Jatos de baixa altitute
3.7 Variabilidade e Modificação Climática
Meteorologia é a ciência que estuda a atmosfera e seus processos
físicos.
Climatologia é a parte da meteorologia que analisa as
características médias e extremas das variáveis meteorológicas ou
do tempo (estuda o clima).
Tempo estado físico da atmosfera (condições meteorológicas)
num dado instante em determinado lugar, como: evaporação,
chuva, direção e velocidade do vento, temperatura e umidade do
ar, pressão atmosférica, tipo e quantidade de nuvens, insolação
real, nevoeiros, podem ser variáveis no dia ou de um dia para
outro.
Clima conjunto dos fenômenos meteorológicos que caracterizam
o estado médio da atmosfera de um lugar, ao longo dos anos.
Sendo recomendadas médias de no mínimo 30 anos de observação
Tanto a Meteorologia quanto a Climatologia estudam a
atmosfera, mas existem diferenças entre as duas ciências.
Meteorologia estuda toda a atmosfera, desde a superfície
do solo até o limite superior da mesma. Utiliza
observações isoladas dos fenômenos meteorológicos de
um determinado dia, mês ou ano.
Climatologia se preocupa com os eventos que ocorrem
na camada atmosférica em contato com a superfície do
solo, ou seja, a baixa troposfera. Utiliza observações
realizadas com regularidade durante muitos anos, no
mínimo 30 anos, de observações.
Portanto dois locais que possuem o mesmo clima
podem ter condições de tempo meteorológico
diferentes em um mesmo momento.
Por exemplo:
um pode apresentar a ocorrência de chuva,
temperatura do ar mais elevada e o outro não. Assim,
a condição climática geralmente tem uma abragência
geográfica maior que a condição de tempo.
ELEMENTOS CLIMÁTICOSELEMENTOS CLIMÁTICOS
 Valores médios das variáveis
meteorológicas que caracterizam o
clima:
Temperatura do ar
 Pressão atmosférica
 Umidade relativa do ar
 Evaporação e evapotranspiração
 Precipitação
 Ventos
 Radiação solar
 Insolação
FATORES CLIMÁTICOSFATORES CLIMÁTICOS
 Características físicas que 
determinam o estado climático
Latitude
Altitude e relevo
Cobertura vegetal e solos
Continentes e mares
Correntes oceânicas
Circulação e massas de ar
Atividade humana
Latitude
Variação da 
temperatura do 
ar com a latitude.
Principal fator
Inclinação dos raios solares 
Classificação elementar:
Tropical (tórrida)
Temperadas
Glaciais
Altitude e relevo
Posição no relevo: Variação da temperatura
com a altitude e chuvas de origem orográficas
Temperatura do ar e pressão: decrescem com a altitude, -0,6° C p/
cada 100 m de altitude (na troposfera).
Precipitação: maiores em locais com chuvas de origem orográfica.
Influência de serras e outras orografias (relevos)
KILIMANJARO - ÁFRICA
Cobertura vegetal e solos
Extensas áreas de vegetação formam massas de ar, as quais
são constituídas por um grande volume de ar praticamente
homogêneo quanto à temperatura e umidade do ar. Em
razão dos movimentos atmosféricos, as massas de ar podem
atuar em locais distantes da sua formação.
Ex. Massa de ar Equatorial Continental (Ec) formada na
região amazônica atua na região sul durante o verão.
Continentes e mares
Ação da continentalidade 
e das correntes marinhas 
sobre o clima
 Desigualdade de 
aquecimento entre 
continentes e oceanos.
Na região litorânea a amplitude térmica é menor. Isso se 
explica pela proximidade das águas do mar que se aquecem e se 
resfriam lentamente. Nessa região a umidade do ar é maior. 
No interior do continente a amplitude térmica aumenta por 
causa, entre outros fatores, do aquecimento e resfriamento rápido 
das rochas e solos. O distanciamento do mar deixa o ar mais seco. 
Maritimidade
Continentalidade
UR 82%
UR 73%
Correntes oceânicas/marítimas
 As correntes marítimas correspondem às massas 
de água que migram em distintos rumos ao longo 
dos oceanos e mares. As massas de água que se 
locomovem não interagem com as águas dos 
lugares que percorrem, desse modo detêm suas 
características particulares como cor, temperatura 
e salinidade. 
 A formação das correntes marítimas, de acordo 
com diversas pesquisas, é derivada, dentre outros 
fatores, pela influência dos ventos e movimentos 
terrestres, especificamente o de rotação. 
CORRENTES MARÍTIMAS
Circulação e massas de ar
 As massas de ar são extensas
“bolsas” de ar que realizam
deslocamentos ao longo da
troposfera, possuem
características particulares de
temperatura, pressão e umidade
relativamente uniforme. Tais
características são adquiridas do
lugar onde as massas se originam
(exemplo: massa polar), porém,
ao se deslocarem, interferem no
clima e no tempo de distintos
lugares por onde passam.
 O que difere uma massa de
ar de outra massa são a
temperatura (quente ou fria) e
a umidade (seca ou úmida).
Quanto à temperatura, elas
podem ser equatoriais/
tropicais (quentes) ou polares
(frias). Já em relação à
umidade, as massas podem ser
marítimas (úmidas) ou
continentais (secas), exceto
quando se formam em regiões
de florestas equatoriais, onde
há grande umidade em virtude
do processo de
evapotranspiração.
MASSAS DE AR - Frentes. 
 A imagem mostra a 
chegada de uma frente 
fria no Brasil, que é 
resultado do contato de 
uma massa de ar FRIO 
com uma massa de ar 
QUENTE. 
Circulação e Massas de ar
 Massas no Brasil
Equatorial Continental (mEc)
Equatorial Atlântica (mEa)
Tropical Atlântica (mTa)
Tropical Continental (mTc)
Polar Atlântica (mPa)
Polar Atlântica
Tropical Atlântica
Tropical Continental
Equatorial Atlântica
Equatorial Continental
Massas Características
Massa Equatorial (mEa) Quente e úmida, dominando a parte litorânea da Amazônia e 
do Nordeste em alguns momentos do ano, tem seu centro de 
origem no Oceano Atlântico.
Massa Equatorial 
Continental (mEc)
Quente e úmida, com centro de origem na parte ocidental da 
Amazônia, que domina a porção noroeste da Amazônia 
durante quase todo ano.
Massa Tropical Atlântica 
(mTa) 
Quente e úmida originária do Oceano Atlântico nas 
imediações do trópico de Capricórnio e exerce enorme 
influência sobre a parte litorânea do Brasil.
Massa Tropical 
Continental (mTc) 
Quente e seca, que se origina na depressão do Chaco, e 
abrange uma área de atuação muito limitada, permanecendo 
em sua região de origem durante quase todo o ano.
Massa Polar Atlântica 
(mPa)
Fria e úmida, forma-se nas porções do Oceano Atlântico 
próximas à Patagônia. Atua mais no inverno quando 
entra no Brasil como uma frente fria, provocando chuvas 
e queda de temperatura.
O homem interferiu em vários ciclos e sistemas que se encontravam em 
equilíbrio
 clorofluorcarbonos (CFCs) e poluentes (gás carbônico, metano...)
Atividade humana (antrópica)
composição da atmosfera X trocas radiativas do planeta
 derrubada de florestas
evaporação, refletividade, rugosidade e infiltração da água, interferindo no
ciclo hidrológico e energético da superfície.
 construção de grandes cidades
rugosidade, refletividade , calor específico da superfície: 
vento e absorção de energia “ilhas de calor”
A ação do homem sobre o Clima já é conhecida, porém ainda não se têm bem claro 
as conseqüências dessa ação.
A atmosfera terrestre é a camada gasosa que envolve a
Terra e a acompanha em seus movimentos.
A atmosfera apresenta maior densidade de gases
próximo à superfície em virtude da maior força de
gravidade e a conseqüente concentração dos elementos
componentes da atmosferasob a superfície.
Constituíção básica:
Nitrogênio-N2 (78,08% do volume), o Oxigênio-O2
20,94%) e Argônio-Ar (0,934%). Deses, somente o
oxigênio possui interação com a radiação solar
camadas: alta e baixa atmosfera. A divisão entre ambas
ocorre aproximadamente aos 20km de altitude, na
interface conhecida como estratopausa.
Possui duas camadas:
estratosfera: localiza-se entre a tropopausa e a estratopausa,
possui espessura variável e caracteriza-se por apresentar
menor variação vertical da temperatura do que as camadas
mais próximas da terra. Nas regiões elevadas da estratosfera
encontra-se a subcamada de ozônio (O3), responsável pelo
controle da quantidade de radiação ultravioleta de origem
solar que atinge a Terra;
troposfera: compreendida entre a superfície terrestre e a
tropopausa, a mesma apresenta maior espessura no equador
(aproximadamente 16.000m) e menor nos pólos (em média
8.000m).
 Esta camada é o principal meio de transporte de
massa (água, partículas sólidas, poluentes, etc.),
energia (energia térmica recebida do sol), e quantidade
de movimento (ventos) sobre a superfície da terra,
dando origem assim aos principais fenômenos
meteorológicos de interesse.
 Concentração de partículas sólidas decai com a
altura, conforme um gradiente exponencial.
 Com relação à temperatura, observa-se, em média,
valores mais altos nas camadas próximas à superfície
terrestre. É o efeito da radiação térmica das superfície
terrestre.
Perfil térmico e características da troposferaPerfil térmico e características da troposfera
Com relação ao perfil térmico, a temperatura do ar diminui à medida que aumenta a
altitude em uma razão de 6,5°C para cada km de elevação (-6,5°C/Km), ou seja,
-0,65°C/100m.
 99% do vapor d’água;
 75% da massa da atmosfera;
 decréscimo da pressão atmosférica com aumento da altitude;
 veloc. do vento tende a aumentar com a altitude: diminuição da força de atrito.
Perfil térmico normal
da troposfera
IMPORTÂNCIA AGROCLIMÁTICAIMPORTÂNCIA AGROCLIMÁTICA
Os principais fenômenos meteorológicos de interesse agrícola
ocorrem nesta camada: formação de nuvens, chuva, granizo, neblina,
orvalho e vento, entre outros.
Os poluentes lançados tendem a ficar concentrados na troposfera:
 alguns têm interação muito forte com a radiação solar e terrestre (gás
carbônico, ozônio, metano,...),
 outros podem reagir na troposfera (óxidos de nitrogênio e de enxofre)
formando chuva ácida.
AÇÃO TERMOREGULADORA
 maior interação c/ a radiação solar: oxigênio e ozônio;
 maior interação c/ a radiação terrestre: gás carbônico;
 vapor d’água interage com os dois tipos de radiação: solar e a 
terrestre.
Período diurno: a atmosfera absorve parte da radiação solar, evitando que
ocorra um superaquecimento da superfície.
Durante o dia: retém parte da radiação terrestre
à noite
evita que ocorra um super-resfriamento da superfície
a redução de temperatura durante a noite seria drástica a ponto de
comprometer a vida na superfície da Terra.
AÇÃO TERMOREGULADORAAÇÃO TERMOREGULADORA
efeito estufa 
CFCs – sintetizados 
Gás carbônico e metano – naturais intensificados
Efeito Estufa
 CONCEITO : A radiação solar de onda curta penetra a atmosfera,
aquecendo a superfície da terra. Parte desta radiação é absorvida
e parte é refletida de volta para a atmosfera (albedo). A parcela
absorvida produz aquecimento na superfície que emite radiação
de onda longa (radiação térmica) que pode ser absorvida pelos
gases encontrados na atmosfera, como o vapor d’água e o dióxido
de carbono (CO2). A absorção desta radiação de onda longa
aquece a atmosfera, aumentando a temperatura da superfície.
Este é o denominado efeito estufa.
 O efeito estufa é um processo natural.
 A potencial modificação climática é resultante do aquecimento
adicional da atmosfera devido ao aumento da emissão de gases
produzido pelas atividades humana e animal na Terra, além dos
processos naturais já existentes.
 Os principais gases que contribuem para este processo são : o
dióxido de carbono CO2, metano (CH4) , óxido de nitrogênio e
CFC (clorofluor-carbono). O CO2 é produzido pela queima de
combustíveis fósseis e produção de biomassa
 O principal 
componente do clima é 
radiação solar, sua 
variação espacial e 
temporal;
 Fluxos de energia: 
radiação solar de onda 
curta; albedo; radiação 
térmica de onda longa; 
absorção atmosférica
 Condições normais: temperatura
alta no Oeste do Pacífico com
formações convectivas e
temperatura do mar na Costa do
Peru frio;
 El Nino: Diminuem os ventos e a
temperatura do mar aumenta e o
sistema convectivo se move para
o oeste, aumentando a
temperatura do mar junto a costa
do Peru. Estas condições
aumentam a umidade nos
sistemas alterando as condições
de precipitações na América do
Sul e, em diferentes partes do
Mundo.
 O aumento da temperatura
do mar diminui a produção
dos peixes pela redução de
nutrientes na costa
sulamericana. Está associado
também a um período em que
os ventos mudam de direção
de oeste para leste
 Temperatura baixa na costa do
Pacífico, maior quantidade de
nutrientes; ventos fortes no sentido
leste –oeste;
 Maior mistura das camadas e
aprofundamento do epiliminio
El Nino: Aumento de Inundações no Sul e
Sudeste; Redução de precipitação no Nordeste;
demora da ocorrência das precipitações no
período chuvoso no Sudeste.
La Nina: diminuição das precipitações no Sul e
Sudeste do Brasil com aumento no Nordeste
brasileiro; ocorrência de precipitação maior no
período de outubro a dezembro no Sudeste
VARIABILIDADE DOS 
PRINCIPAIS 
COMPONENTES NO 
ÚLTIMO MILENIO
VARIABILIDADE DA 
TEMPERATURA NO 
GLOBO E NO 
HEMISFÉRIO NORTE
PrognósticosPrognósticos
Mudanças do fenômeno Avaliação de mudanças 
para a Segunda 
metade do século 201
Avaliação em mudanças 
projetadas para o século 
21
Altas temperaturas máximas e mais 
dias quentes sobre quase todas 
as áreas
Provável Muito provável
Altas temperaturas mínimas, poucos 
dias frios e dias com geada em 
quase todas as áreas
Muito provável Muito provável
Reduzido intervalo para a temperatura 
diária em quase todas as áreas 
Muito provável Muito provável
Aumento do índice de calor: é uma 
combinação de temperatura, 
umidade e efeitos medidos no 
conforto humano
Provável em muitas áreas Muito provável em muitas áreas
Eventos de precipitação mais intensos Provável sobre muitas áreas 
do hemisfério norte de 
meia e alta latitude
Muito provável sobre muitas 
áreas
Aumento do verão continental seco e 
associado ao risco de estiagem 
Provável em muitas áreas Provável para muitas regiões de 
latitude média no interior 
dos continentes
Aumento em picos de intensidade de 
ventos de ciclones tropicais 
Não foi observado e poucos 
análises
Provável sobre algumas áreas
Aumento da média ciclones tropicais 
e intensidade de precipitação
Dados insuficientes Provável sobre muitas áreas
 Sazonalidade: geralmente climas com características
tropicais = verão úmido e inverno seco; temperado = verão
seco e inverno úmido
 Características das regiões brasileiras: Grande parte do
território brasileiro possui verão úmido com inverno seco=
Sudeste, Centro-Oeste, Norte e parte do Nordeste. No Sul
existe uma zona de transição com inverno úmido e verão seco
no RS (com mudanças em anos de El Nino);
 Ano hidrológico: Sudeste: outubro a setembro; RS : maio-
abril.
 Movimentos que caracterizam o clima na região.
Variabilidade e Modificação Variabilidade e Modificação 
ClimáticaClimática
 IPCC (2001b) define Modificação Climática (Climate
Change) como as mudanças de clima no tempo devido a
variabilidade natural e/ou resultado das atividades humanas
(ações antrópicas).
 Framework Convention onClimate Change adota para o
mesmo termo a definição de mudanças associadas direta
ou indiretamente a atividade humana que alterem a
variabilidade climática natural observada num determinado
período.
 Variabilidade climática: terminologia utilizada para as
variações de clima em função dos condicionantes naturais
do globo terrestre e suas interações;
 Modificação climática: são as alterações da variabilidade
climática devido as atividades humanas.
Prognóstico com modelos GCMPrognóstico com modelos GCM
 Os modelos GCM (Modelos Globais Climáticos) são 
tridimensionais no espaço e consideram os principais 
processos e suas interações. Estes modelos buscam 
representar os diferentes processos na atmosfera e sua 
interação com a superfície da terra e água usando equações 
matemáticas. Os modelos discretizam o globo em elementos 
de 100 a 1000 km de lado e de 1 a 5 km de altura. A topografia 
e os processos físicos do sistema em cada elemento são 
valores médios. 
 O aquecimento ocorrido nos últimos 100 anos é muito 
improvável que seja devido apenas a variabilidade climática de 
origem natural;
 As simulações mostraram que a variabilidade natural não 
explica o aquecimento ocorrido na última metade do século 20. 
O melhor resultado foi obtido quando também foram 
considerados os efeito antropogênico nas simulação