Aula 4 - Unidade II - Parâmetros meteorológicos relevantes aos estudos climáticos

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Universidade Federal de Minas Gerais
Instituto de Geociências
Departamento de Geografia
Climatologia
Prof. Wellington Lopes Assis
Unidade II - Parâmetros Meteorológicos Relevantes aos Estudos
Climáticos
3. Temperatura do Ar e Comportamento Térmico
3.1. Conceitos Básicos
3.2. Escalas Termométricas
3.3. Parâmetros Térmicos mais Utilizados
3.4. Fatores que Influenciam o Comportamento Térmico
3.5. Variações Diárias da Temperatura do Ar
3.6. Variações Sazonais na Temperatura do Ar
3.7. Temperatura Fisiológica
Conceitos Básicos
Temperatura
“É a medida da atividade térmica de uma substância que depende da velocidade interna das
moléculas que a compõem. Esta velocidade é detectada pelos efeitos que provoca nos
termômetros.”
- Ela é definida em termos relativos tomando-se por base o grau de calor que um corpo
possui.
Calor
“É a energia que um corpo ou sistema troca com o exterior ou com outro corpo, em virtude
de diferença de temperatura.”
- O calor é a energia em forma térmica. A temperatura é a condição que determina o fluxo de
calor que passa de uma substância para a outra.
- A unidade do Sistema Internacional (SI) para o calor é o joule (J), embora seja usualmente
utilizada a caloria (cal; 1 cal = 4,18 J). Também pode ser medida em Kcal (quilocaloria) ou
estimada em Kwh (quilowatts/hora).
- A temperatura de um corpo é determinada pelo balanço de radiação que chega e sai e pela
a sua transformação em calor sensível (H) e calor latente (LE).
Calor Sensível & Calor Latente
Calor Sensível (H): é a energia utilizada nas trocas “secas” (Condução, Convecção e Radiação). Este calor não provoca
mudança no estado físico da substância, apenas eleva sua temperatura.
Calor Latente (LE): é a energia utilizada nas trocas “úmidas”. Também pode ser entendida como a quantidade de calor
necessária para mudar uma substância do estado sólido para o estado líquido ou gasoso, ou para mudar um líquido em
gás, sem causar mudança de temperatura.
Obs.: Quando uma substância está mudando de estado físico, sua temperatura é constante; e quando está mudando de
temperatura, seu estado físico é constante.
Fonte: www.fisicareal.com Fonte: http://frioquente.blogspot.com
Escalas Termométricas
Várias escalas são usadas para expressar as temperaturas, as mais utilizadas são: Celsius ou
Centígrada (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K) ou Absoluta (°A).
A escala de temperatura Celsius está baseada na mudança de estado da água, zero graus
(0°C) corresponde ao ponto de congelamento e cem graus (100°C) a evaporação deste fluído.
A fusão da água é de 32°F é a ebulição é de 212°F
°F = (9/5)°C + 32 °C = 5/9 (ºF –32) � 9C = 5F - 160
Fonte: http://ciclobasico.com/
K (Kelvin) ou °A (Absoluta). O zero na escala K é a
temperatura na qual o gás teoricamente cessaria de
exercer qualquer pressão e movimentação
0 (zero) Kelvin = -273,16°C ou -459,67°F.
0°C = 273,16°K 
K = °C + 273,16 � °C = K – 273,16
Parâmetros Térmicos mais Utilizados
Valores Térmicos mais utilizados e Período de Ocorrência:
• Temperatura Máxima (tx) : valor máximo da temperatura em um determinado período.
• Temperatura Mínima (tn): valor mínimo da temperatura em um determinado período.
• Temperatura Média Diária: é o valor médio de temperatura em um dia.
• Temperatura Média Mensal: é o valor médio da temperatura em um mês.
• Temperatura Média Anual: é o valor médio da temperatura no ano.
• Temperatura Média Compensada: (2t00 + t12 + tx + tn)
5
• Amplitude Térmica (Δt): é a diferença entre a máxima e a mínima temperatura registrada em
um determinado período. Δt = tmax - tmin
Obs: a temperatura média pode ser encontrada adicionando-se todos os valores coletados e
dividindo-se o resultado pelo número total de ocorrências ou pela simples divisão da
temperatura máxima pela mínima. Este último é menos indicado pois tende a homogeneizar os
valores.
T =
Parâmetros Térmicos mais Utilizados
Fonte: http://www.globalwarmingart.com/
Parâmetros Térmicos mais Utilizados
Parâmetros Térmicos mais Utilizados
Parâmetros Térmicos mais Utilizados
Fonte: 5ºDISME/INMET – Estação Meteorológica Automática / Estação Ecológica da UFMG
Tipos de Termômetros
- Mercúrio (alto coeficiente de dilatação, ponto de fusão –37,8ºC e ponto de ebulição 360ºC)
- Álcool Etílico – temperaturas inferiores a -36,0ºC
- Gás
- Resistência
- Elétricos
http://www.fisica.uel.br/
http://www.cvvapor.com.br
Tipos de Termômetros
Fonte: ASSIS (2010), 5ºDISME/INMET.
Termômetro de Máxima
Termômetro de
Mínima
Termohigrógrafo
Termômetro de Bulbo Seco
Termômetro de 
Bulbo Úmido
Termohigrômetro 
Datalogger
Fatores que Influenciam a Distribuição da Temperatura na Superfície Terrestre
• Intensidade de Radiação Recebida
- Saldo positivo de radiação entre 40ºN e 30ºS.
• Altitude
- RAS = 0,65ºC a cada 100 metros de altitude – Atmosfera Estável
- RAU = 0,40ºC a cada 100 metros de altitude – Atmosfera Instável
- As grandes diferenças de temperaturas entre distâncias curtas nos trópicos são usualmente
devidas aos efeitos da variação da altitude.
• Estações do Ano e Altura do Sol
- Solstício e Equinócio
• Natureza da Superfície
-Albedo e Calor Específico1
1Calor Específico: quantidade de calor em calorias requerida para elevar em 1ºC a temperatura de 1g de uma substância. O calor específico da água do mar
é cerca de 0,94, enquanto que o granito é 0,2. No geral, a água absorve cinco vezes mais calor a fim de aumentar a sua temperatura em quantidade igual
ao do aumento do solo.
Fonte: www.colegioweb.com.br
Fatores que Influenciam a Distribuição da Temperatura na Superfície Terrestre
• Distância a partir dos Corpos Hídricos
- Efeito da Continentalidade e da Maritimidade
- Por causa da maior área continental do Hemisfério Norte, os verões são mais quentes e os
invernos mais frios.
- Fonte: Ayoade (2002)
• Natureza dos Ventos Predominantes e Correntes Oceânicas
- Transportam ou transmitem “calor” ou “frio” de uma área para outra. Ex. Gulf Stream
• Nebulosidade e Insolação
 Hemisfério Norte Hemisfério Sul 
Verão 22,4 ºC 17,1 ºC 
Inverno 8,1 ºC 9,7 ºC 
 
Variações Espaciais e Sazonais da Temperatura do Ar
- Estações do Ano & Insolação recebida
- Uniformidade térmica em torno do Equador e dos Trópicos
- As variações sazonais da temperatura aumentam com a latitude e com o grau de continentalidade
O Efeito da Continentalidade na Amplitude Térmica
- A distância dos corpos hídricos influencia a temperatura do ar por causa das diferenças básicas
térmicas das superfícies continentais e hídricas. Estas diferenças ajudam a produzir o efeito da
continentalidade, no qual a superfície continental se aquece e se resfria mais rapidamente do que a
superfície hídrica.
- Em termos de amplitude térmica, quanto mais afastado dos grandes corpos hídricos estiver, maiores
serão as variações entre a máxima e mínima temperatura registrada portanto, maior também será a
amplitude térmica.
Variações Espaciais e Sazonais da Temperatura do Ar
Variações Espaciais e Sazonais da Temperatura do Ar
Variações Diurnas da Temperatura do Ar
- A temperatura do ar à superfície, apresenta um ciclo diário, passando por um máximo (temperatura
máxima do dia) e por um mínimo (temperatura mínima do dia). Em situações normais, o valor máximo
ocorre cerca de duas horas depois da culminação do sol (zênite) e o mínimo acontece pouco antes do
nascimento do Sol.
- A presença de fenômenos capazes de perturbar o estado prevalecente da atmosfera (como uma
invasão de ar frio, por exemplo), pode alterar a expectativa quanto aos horários prováveis de ocorrência
das temperaturas extremas (VAREJÃO-SILVA, 2000).
- A amplitude diurna da temperatura geralmente diminui do Equador em direção aos pólos.A elevação
diária do Sol é grande nas baixas latitudes e razoavelmente pequena nas altas latitudes.
- Nos oceanos a variação da temperatura do ar é menor do que nos continentes. Isto ocorre em função
da capacidade condutiva da superfície.
- Há uma menor variação da temperatura do ar em função da nebulosidade e em dias estáveis, sem
vento. Influência do comportamento térmico diário em função da atuação de sistemas atmosféricos
(massas de ar, frentes, depressões, etc).
Temperatura Fisiológica
“É a temperatura experimentada por um organismo vivo. Esta depende da temperatura do ar bem como da
taxa de perda de calor proveniente daquele organismo”.
- Varia com os indivíduos, dependendo de suas características (peso, idade, sexo, estado de saúde, estado
emocional, práticas de atividades físicas, trabalho, etc). O corpo humano médio apresenta maior eficiência a
uma temperatura central de 37ºC.
- Segundo Ayoade (2002), o equilíbrio de calor de um corpo humano pode ser expresso pela equação abaixo
M ± R ± C – E = 0
- Significa que, para manter o equilíbrio térmico, o calor metabólico (M), criado quimicamente dentro do corpo
humano, juntamente com o calor ganho ou perdido pela radiação (R), a convecção (C) e o calor perdido pela
evaporação (E) devem somar 0 (zero).
- Uma queda da temperatura do corpo pode ser evitada aumentando a taxa de metabolismo através de
atividade musculares voluntárias (trabalho ou exercícios) ou involuntária (tremor). Também pode ser evitada
aumentando-se a quantidade de calor obtida através da radiação e convecção. Para evitar o aquecimento
exagerado, o corpo humano usualmente recorre ao suor e á palpitação.
- Quando o ar é úmido, a evaporação do suor a partir do corpo é limitada e surge a sensação de fadiga, tão
comum nos trópicos. O corpo humano pode suportar melhor temperaturas elevadas do ar se a umidade for
baixa, e suportam menos se for elevada.
Temperatura Fisiológica
Fonte: http://www.zuniv.net.
Temperatura Fisiológica
Dos vários índices de temperatura fisiológica o mais comumente usado é o índice de Temperatura
Efetiva (TE) que, sob condições ligeiras de movimento do ar, é fornecido pela equação de Thom (1959):
TE = 0,4 (Td + Tw) + 4,8
Onde,
TE = Temperatura Efetiva
Td = Temperatura do Bulbo Seco
Tw = Temperatura do Bulbo Úmido
18,9ºC -------------------------------------- 25,6ºC
Desconforto Zona de Conforto Desconforto
(Frio) (Quente)
Fonte: http://www.airway.ind.br/
Conforto Térmico
Fonte: www.inmet.gov.br
Sensação Térmica
Fonte: http://apollo.lsc.vsc.edu/