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QUESTIONÁRIO DE CLIMATOLOGIA 1. Qual a relevância da climatologia para a sociedade? A climatologia é importante por ser crucial na agricultura (plantio, colheita, alternância de culturas, granizo, geadas, queimadas), no setor energético (geração, transmissão e distribuição), no transporte (rodovias, portos e aeroportos: visibilidade, condições de operação/acesso; distribuição de perecíveis), no lazer (esportes náuticos e aéreos), em processos erosionais, entre outros. 2. Explique a frase que diz “a energia que entra é igual à energia que sai”. Existe no planeta o equilíbrio energético em larga escala, e é devido a este fator que não há aumento contínuo de temperatura na região equatorial e nem diminuição contínua nos pólos. 3. Quais são os processos de transferência de calor na atmosfera e como atuam na mesma? Condução: É a transferência de calor de molécula para molécula numa substância. A superfície quente apenas aquecerá uma camada rasa de ar por apenas alguns centímetros. No entanto, o ar pode carregar essa energia rapidamente de uma região para outra devido a convecção. Convecção: É a transferência de calor pelo movimento de massa de um fluido. A condução acontece nos primeiros cm, onde o ar quente expande, e por ser menos denso que o ar circundante, o ar quente expandido ascende, formando grandes bolhas de ar quente que, ao ascenderem, carregam energia térmica para cima. O fluxo de ar mais frio e denso vai em direção à superfície para substituir o ar quente. Radiação: Trata-se da energia radiante que entra e sai da atmosfera. 4. Quais são as duas leis da radiação? Lei de Stefan-Boltzman: Essa lei estabelece que todo corpo acima de 0K emite energia radiativa e que a densidade de fluxo dessa energia emitida é proporcional à quarta potência da temperatura absoluta desse corpo. Lei de Wien: Essa lei estabelece que o produto entre a temperatura absoluta de um corpo e o comprimento de onda de máxima emissão energética é uma constante. 5. A partir de qual fórmula é possível calcular a taxa máxima de radiação emitida por cada m2 de área de um objeto? É possível calcular a partir da fórmula enunciada na Lei de Stefan-Boltzman: E= .T4 onde T= temperatura e o gama é a constante de Stefan-Boltzman, que equivale a 5.67x10- 8 (W/m2)K-4. 6. Considerando a temperatura do mar como 24°C, calcule o máximo comprimento de onda do mesmo. Para que seja possível obter essa informação é necessário utilizar a fórmula da Lei de Wien, cuja fórmula é max = constante T , com temperatura em K e constante= 2897m.K. Portanto, para o mar: 1- Transformando a temperatura de °C para K, temos: K=C+273 => K=24+273 K=297 2- Aplicando na fórmula, temos: max = 2897 m. K 297K 7. Explique, baseado em princípios físicos, como ocorre o efeito estufa natural. Trata-se de um processo de retenção de calor irradiado pela superfície da Terra. O Sol emite radiação e luz visível sobre o planeta Terra e os raios solares que atingem a superfície terrestre são retidos pela água, ar e terras, sendo que parte dessa energia luminosa volta para o espaço. A radiação absorvida pela superfície se converte em calor e o mesmo tende a subir para as camadas superiores, dando lugar ao ar frio, em um movimento cíclico. Parte do calor fica retido na superfície em decorrência da barreira de gases de efeito estufa (vapor d’água, dióxido de carbono, metano). Outra parte deste calor vai para o espaço. 8. Fisicamente, como se dá a formação da precipitação? (Relacionar com saturação do ar). Através do processo de evaporação a água proveniente de rios, lagos e oceanos (e em menor proporção do solo e plantas) e se condensa devido ao resfriamento da atmosfera 9. Quais são os tipos de precipitação e como se formam? 1- Chuva orográfica: É originada quando uma massa de ar úmida que se desloca, encontra uma barreira topográfica (serra, montanha, entre outros), e é forçada a elevar- se, ocorrendo queda de temperatura seguida da condensação do vapor d’água e formação de nuvens. 2- Chuva frontal: Ocorre a partir do encontro de uma massa de ar quente com uma massa de ar fria. 3- Chuva convectiva: É gerada quando há uma elevada temperatura na superfície terrestre, que consequentemente ocasiona a elevação das massas de ar carregadas de umidade, e com isso elas se resfriam e posteriormente se precipitam. 10. Defina umidade absoluta, umidade específica, pressão de vapor d’água, pressão de saturação de vapor d’água e umidade relativa. Umidade absoluta: Representa a densidade de vapor d’água; se o volume muda, a umidade absoluta muda, mesmo que o conteúdo de vapor continue o mesmo. umidade absoluta = massa de vapor d′água (gramas) volume de ar (metro cúbico) Umidade específica: Não é influenciada pelo volume; a umidade específica e razão de mistura permanecem constantes se o vapor d’água não for adicionado ou removido da parcela; independem do volume. max = 10,057m umidade específica = massa de vapor d′água (gramas) massa total de ar (quilo) razão de mistura = massa de vapor d′água (gramas) massa de ar seco (quilo) Pressão de vapor d’água: a pressão total de uma mistura de gases é igual à soma das pressões exercidas por cada gás constituinte. Quando o vapor d’água entra na atmosfera as moléculas de água se dispersam rapidamente, misturando-se com os outros gases e contribuindo para a pressão total exercida pela atmosfera. Pressão de saturação de vapor d’água: é a pressão que as moléculas de vapor d’água exerceriam se o ar estivesse saturado com vapor a uma dada temperatura; saturação é o ponto em que a condensação é igual à evaporação; aumenta com a temperatura (diretamente proporcional). Umidade relativa: indica o quão próximo o ar está de atingir a saturação; umidade relativa = pressão parcial de vapor pressão de saturação de vapor 11. O que acontece com a umidade relativa quando há o aumento da temperatura? Ar mais quente, maiores velocidades das moléculas > menos chance de condensação > menos próxima da saturação > menor a UR Pressão de saturação aumenta (denominador) > UR diminui 12. Qual a relação entre umidade relativa e o desconforto humano? UR alta: temperatura alta > corpo libera suor (diminuir a T do corpo) > como UR é alta, o suor não evapora > não há sensação de resfriamento UR baixa: UR baixa > suor evapora > sensação de resfriamento > menos calor x 100
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