01_fatores_elem_clima

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CLIMA 
 
Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 1 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
◦ Caracterização dos fatores e elementos do clima ◦ 
CLIMA 
 
Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 2 - 
aracterização dos fatores e elementos 
determinantes do clima 
 
C
 
INTRODUÇÃO 
 
 
 
 
 
Climatologia x Meteorologia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FATORES CLIMÁTICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Radiação solar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Inclinação no eixo terrestre 
 
 
 
 
O clima pode ser definido como a integração ao longo do tempo 
dos estados físicos do ambiente atmosférico, característico de um 
determinado local. Deve ser diferenciado de estado de tempo ou 
tempo, que é o estado transitório do ambiente atmosférico em 
um determinado local. 
 
A climatologia requer o conhecimento dos estados da 
atmosfera (temperatura, umidade, etc.) e de sua dinâmica 
(pressão e movimentos horizontais e verticais). É uma ciência de 
síntese aplicada a um local determinado. 
A meteorologia procede à observação dos fenômenos ocorrentes 
e trata de explicá-los. Conduz à previsão do tempo. É uma 
ciência prospectiva enquanto que a climatologia é retrospectiva. 
Para um melhor entendimento do clima este é dividido em uma 
série de componentes, denominados elementos, um dos quais é a 
temperatura. 
A ciência da climatologia procura entender as variações dos 
elementos, através do estudo de suas causas determinantes, os 
fatores do clima. 
 
 
Os principais fatores climáticos são: 
- radiação solar; 
- inclinação do eixo terrestre; 
- superfície receptora de radiação; 
- balanço térmico do planeta; 
- rotação terrestre; 
- sistemas de pressão; 
- circulação geral da atmosfera; 
- correntes oceânicas; 
- massas de ar; 
- topografia. 
 
É a fonte de 99,97% da energia total do nosso planeta. Esta 
energia é a força motora a determinar os movimentos 
atmosféricos e oceânicos. 
A distribuição de energia solar através das diversas latitudes é um 
aspecto preponderante na determinação das grandes zonas 
climáticas. A energia solar é recebida na forma de radiação. 
Espectro da rad. solar: 290 a 2.300 nm (nanometros = 10-9 m). 
Radiação ultravioleta: 290 a 380 nm (queimaduras de pele); 
Luz visível: 380 (violeta) a 700 nm (vermelho); 
Radiação infravermelha curta: 700 a 2.300 nm (calor). 
 
Constante solar é a intensidade de radiação solar que incide 
normalmente à superfície externa da atmosfera. Seu valor médio 
é de 1367 W/m2, mas pode variar de 2% devido a variações na 
emissão solar, e de 3,5%, devido a variações na distância sol-
terra (afélio = 152 milhões de km, periélio = 147 milhões de km). 
 
A máxima intensidade de radiação ocorre em um plano normal à 
direção da radiação. Devido à inclinação do eixo terrestre, a área 
recebendo esta máxima intensidade varia entre o trópico de 
Câncer (latitude 23,5º N) e o trópico de Capricórnio (23,5º S), 
CLIMA 
 
Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 3 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Superfície receptora de 
radiação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Balanço térmico terrestre 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
determinando as variações climáticas sazonais. 
 
Figura 1. A relação Sol - Terra 
 
As características físicas da superfície receptora determinam a 
quantidade de radiação que será absorvida e, portanto, o seu 
grau de aquecimento. 
 
Tabela 1. Absorção de radiação solar (%) por diferentes 
superfícies 
 
Água 90 - 95 Areia, úmida 70 - 80 
Estrada, 
pavimento preto 
90 - 95 Areia, seca 55 - 65 
Floresta, coníferas 85 - 95 Solo, claro 55 - 75 
Floresta, decíduas 80 - 90 Solo, escuro 85 - 95 
Pastagens, verde 80 - 90 Neve, fresca 5 - 25 
Pele humana, 
clara 
55 Neve, após vários dias 30 - 60 
Pele humana, 
escura 
78 - 84 Deserto 70 - 75 
Concreto, seco 75 - 85 
 
Um pavimento escuro (asfalto) absorve mais radiação do que um 
pavimento claro (concreto) e, estando ambos secos, o primeiro 
alcançará uma maior temperatura. Observe, no entanto que, 
embora uma areia molhada absorva mais radiação que uma areia 
seca, parte do calor gerado pela sua irradiação é utilizado na 
evaporação de sua umidade, baixando a sua temperatura e 
fazendo com que a temperatura da areia seca seja mais elevada. 
 
A quantidade total de calor absorvida pela Terra tem que ser 
contrabalançada por uma perda de calor equivalente, pois de 
outro modo haveria um desequilíbrio (excesso de calor ou de frio) 
que tornaria o planeta impróprio para a maioria das formas de 
vida. As figuras abaixo mostram a origem e as formas de 
dissipação de calor pela superfície terrestre. 
 % 
a = refletida pelo solo 5 
b = refletida pelas nuvens 20 
c = absorvida pela atmosfera 25 
d = difusa, no solo 23 
e = direta, no solo 27 
 
 % 
a = radiação de onda longa 20 
b = evaporação (resultando em radiação) 20 
c = convecção (resultando em radiação) 10
 TOTAL 50 
CLIMA 
 
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Rotação terrestre 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas de pressão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Passagem de radiação através da atmosfera 
 
 
Figura 3. Liberação de calor pelo solo e atmosfera 
 
A atmosfera acompanha o movimento de rotação terrestre. Sendo 
leve e comportando-se como um fluido ligado à superfície 
terrestre, apenas pela força da gravidade e fricção, ela tende a 
apresentar um retardo em relação à rotação, onde a Terra é mais 
rápida (no equador). Com isso ocorre um deslizamento ao nível 
da camada limite entre a superfície terrestre e a atmosfera 
adjacente, causada pelo que se convencionou denominar de 
força de Coriolis. O efeito resultante é semelhante ao de um 
vento soprando em direção oposta ao da rotação terrestre. 
 
A radiação solar incidindo sobre superfícies distintas pode dar 
origem a apreciáveis diferenciais de temperatura do ar. Como o 
ar quente é menos denso que o ar frio, resultam daí diferenciais 
de pressão que, em conjunto com o aquecimento diferencial da 
atmosfera resulta no padrão de distribuição de pressões médias 
mostrado na Figura 4. 
 
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Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 5 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Circulação geral da 
atmosfera 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os sistemas de pressão são fundamentais por seus efeitos nas 
correntes de ar. Se existe uma diferença de pressão, o ar fluirá da 
região de pressão mais elevada para a região de pressão mais 
baixa. 
Figura 4. Sistemas de pressão e de ventos para janeiro (acima) e 
julho (abaixo). 
 
A circulação geral, ou primária, caracteriza o padrão anual ou 
sazonal de fluxo de ar, tanto junto à superfície terrestre, como 
em altitude. 
 
 
Figura 5. Padrão de circulação geral da atmosfera (horizontal e 
vertical). 
 
A insolação mais acentuada na zona equatorial provoca um 
cinturão de baixa pressão próximo ao equador geográfico. Nesta 
zona, o ar aquecido e, portanto mais leve, ascende. A baixa 
pressão característicadesta região induz a convergência de ar aí 
(ventos alísios), precedente da direção leste. 
O ar quente e úmido da região equatorial, ao ascender na 
atmosfera se resfria e, ao se resfriar, condensa e perde sua 
umidade na forma de chuva (daí as chuvas intensas na zona 
equatorial). A seguir, em função do seu acréscimo de densidade, 
o ar começa a subsidir, aquece-se por compressão, de modo que 
quando chega à superfície terrestre constitui um ar quente e 
seco, sendo a causa maior dos desertos tropicais. 
 
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Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 6 - 
Correntes oceânicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Massas de ar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
As enormes massas d’água oceânicas são muito eficientes em 
distribuir o calor em profundidade, de modo que, normalmente, a 
oscilação diária de sua temperatura superficial não excede a 1ºC, 
enquanto que a superfície continental pode apresentar variações 
de até 50ºC. 
A circulação dos ventos sobre os oceanos determina uma 
organização similar da circulação das águas, que se deslocam 
superficialmente no mesmo sentido que os fluxos anticiclônicos 
(de alta pressão) que as impulsionam. O padrão regular de 
correntes oceânicas é mostrado abaixo. 
 
As correntes marítimas estão também muito ligadas ao regime de 
precipitações: a maior ou menor evaporação e a forte ou nula 
estabilidade depende da temperatura da água. 
 
 
Figura 6. Correntes oceânicas e seus efeitos na temperatura. 
 
As massas de ar, que são volumes de ar tendo características 
similares, no plano horizontal, originam-se em certas regiões com 
características distintas e são classificadas de acordo com essas 
regiões fonte em: continental, c; marítima, m; tropical, T; polar, 
P, ártica, A - cada tipo tendo suas próprias peculiaridades. As 
principais regiões-fonte das massas de ar são as vastas áreas 
com um tipo de superfície uniforme, que, geralmente se situam 
sob sistemas de pressão semi-estacionárias e que, em sua 
maioria, estão situadas sobre o mar. Os limites entre as massas 
de ar são denominados frentes, que, normalmente, são 
constituídas por estreitas áreas de transição entre uma massa de 
ar quente (leve) e uma fria (pesada). Basicamente, existem dois 
tipos de frentes: frias e quentes. Se uma massa de ar quente 
avança sobre uma cunha de ar frio, tem-se uma frente quente, 
que possui uma inclinação muito suave (menos de 1º). Ela se 
manifesta inicialmente na forma de nuvens do tipo cirros ou 
cirroestratos, posteriormente através de intensificação de 
nebulosidade, chuvas e umidade elevada. 
A frente fria é mais inclinada, com o ar frio avançando sob o ar 
quente, e também conduz a mudanças mais violentas no clima. 
Manifesta-se na forma de pancadas súbitas de chuva e ventos 
fortes, com nuvens do tipo cúmulo-nimbos. 
 
CLIMA 
 
Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 7 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Topografia 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELEMENTOS CLIMÁTICOS 
 
 
 
Figura 7. Massas de ar e suas regiões-fonte e posições média da 
ITC (zona de convergência intertropical). 
 
Figura 8. Corte vertical através de frentes fria e quente. 
 
Figura 9. Formação de vento frio e úmido de montanha. 
 
A força, direção e conteúdo de umidade dos fluxos de ar são 
fortemente influenciados pela topografia. O ar pode ser desviado 
ou afunilado por cadeias de montanhas. O fluxo de ar desviado 
para cima, ao se resfriar, libera umidade. Uma massa de ar 
descendente só muito raramente pode provocar alguma 
precipitação. Portanto, as características de precipitação de um 
local são essencialmente dependentes de sua situação a 
barlavento ou sotavento de formações montanhosas. 
 
 
O clima de uma determinada região é determinado pela 
configuração de distintos elementos climáticos, suas combinações 
e interações. O projetista de edificações interessa-se, 
especificamente, por aqueles elementos que afetam o conforto 
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Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 8 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Temperatura do ar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Umidade atmosférica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Radiação solar 
 
humano e o uso de edificações. Nesse tocante, os elementos 
climáticos principais são: temperatura, umidade, radiação solar, 
precipitação e vento. 
 
Figura 10. Registro de temperatura através de termógrafo. 
 
Medição usual: termômetros de mercúrio, termógrafos. 
 
A temperatura do ar varia de uma face para outra de um edifício, 
das zonas sombreadas às expostas ao sol, dos terrenos cobertos 
com vegetação aos pavimentados. Com isso ela se torna um 
elemento difícil de ser definido e para medi-la o máximo que se 
pode esperar é encontrar um valor médio que represente a 
temperatura de uma combinação heterogênea de ar. 
O estado de aquecimento da superfície terrestre é o fator 
principal a determinar a temperatura do ar que se encontra sobre 
ela. A camada de ar que está em contato direto com o terreno se 
aquece ou se esfria por condução. Quando a superfície está 
quente o calor é transferido às camadas superiores por convecção 
ou em conseqüência de turbulências do ar. Nas noites de inverno, 
a superfície da terra está normalmente fria, em conseqüência da 
irradiação de calor, fazendo com que se esfrie o ar adjacente. 
Geralmente, as temperaturas mais baixas ocorrem imediatamente 
antes da saída do sol e as mais altas tem lugar, 
aproximadamente, duas horas após o meio-dia, quando se 
combinam os efeitos da insolação e da alta temperatura do ar. 
 
Medição usual: higrômetros, higrógrafos, termômetro de bulbo 
seco e de bulbo úmido. 
 
A umidade atmosférica caracteriza o conteúdo de vapor d’água 
na atmosfera, como resultado da evaporação das superfícies 
aquáticas e de terrenos úmidos, bem como da transpiração das 
plantas. Para uma determinada temperatura, existe um limite 
para o conteúdo de água que pode existir na forma de vapor, 
sendo que a capacidade do ar de armazenar umidade aumenta 
com a temperatura. Em conseqüência, a distribuição de vapor não 
é uniforme, variando diretamente com a radiação solar anual e a 
temperatura média, sendo maior nas regiões tropicais e 
diminuindo em direção aos pólos. 
 
Medição usual: piranômetro, piranógrafo, solarímetro, heliógrafo. 
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Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 9 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Precipitação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A unidade que expressa a intensidade instantânea de irradiação 
solar é W/m2. Valores médios de radiação solar (W/m2 . dia) 
para cada mês do ano constituem uma razoável indicação das 
condições climáticas de um local, bem como de variações 
sazonais. 
 
Figura 11. Registro de duração de insolação diária através de 
heliógrafo. 
 
Medição usual: pluviômetro, pluviógrafo (ver figura abaixo). 
 
Figura 12. Registro de precipitação através de pluviógrafo. 
 
Precipitação é um termo genérico a caracterizar chuva, neve, 
granizo, orvalho e geada, sendo medida através de 
pluviômetros e expressa em mm por unidade de tempo (mm/h, 
mm/ano). Os valores indicativos da precipitação total, em cada 
mês do ano, mostram o padrão a caracterizar estações secas e 
úmidas. 
A precipitação máxima em 24 horas,constitui uma boa indicação 
da possibilidade de inundação, e uma orientação valiosa para o 
projeto de sistemas de drenagem superficial (telhados, áreas 
pavimentadas, calhas e coletores pluviais ) é dada pela 
intensidade máxima de precipitação horária (mm/h). 
O projetista deve se interessar em saber se chuvas intensas estão 
associadas com ventos fortes, ou em outros termos, na 
possibilidade de ocorrência de chuva dirigida. O índice de chuva 
dirigida, que caracteriza um determinado local e expressa o seu 
grau de exposição, resulta do produto da precipitação anual na 
forma de chuva (em mm), pela velocidade de vento média anual 
(em m/s). Até um valor de 3 m2/s local pode ser considerado 
como protegido. A exposição é moderada se o índice estiver 
compreendido entre 3 e 7 m2/s e severa se for acima de 7 m2/s. 
CLIMA 
 
Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 10 - 
 
 
 
 
 
Vento: direção e velocidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este índice, obviamente, apenas fornece uma indicação sobre as 
condições de exposição da localidade, já que a penetração de 
chuva na edificação depende da intensidade instantânea da chuva 
e da velocidade do vento neste instante. 
 
Medição usual: anemômetro, anemógrafo. 
 
O projetista de edificações deve tentar conhecer se existe uma 
direção predominante de ventos, se ocorrem desvios diários ou 
sazonais nesta direção e se estes ventos são acompanhados por 
padrões diários ou sazonais de velocidade. Também é importante 
que se conheçam os períodos sem vento de cada mês. 
 
Figura 13. Registro de velocidade e direção do vento. 
CLIMA 
 
Caracterização dos fatores e elementos determinantes do clima - 11 - 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questionário sobre o texto 
 
GRIFFITHS, J. F. Climate and the environment. Elek, London, 
1976. 
KOENIGSBERGER, O.H. et al. Manual of tropical housing and 
building. Longman, London, 1980. 
KONYA, A. Diseño en clima calidos. Blume, Madri, 1980. 
STRAHLER, A.N. e STRAHLER, A.H. Modern physical geography. 
2ª ed., Wiley, New York, 1980. 
FORSDYKE, A.G. Previsão do tempo e clima. Melhoramentos, São 
Paulo, 1975. 
 
1. Identifique seis fatores climáticos e descreva a contribuição de 
três deles na caracterização do clima. 
2. Identifique três elementos climáticos e o equipamento utilizado 
na sua medição. 
3. O que é a circulação geral da atmosfera, enquanto fator 
climático.