Aula resumida - Temperatura

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CALOR é definido como energia cinética total dos átomos e moléculas que compõem uma substância; i.é, forma de energia que consiste no movimento vibratório. O calor é a causa do movimento das moléculas dos corpos. Sem calor não existiria o movimento molecular e não haveria temperatura.
TEMPERATURA: 
. medida da energia cinética média das moléculas ou átomos individuais; característica de estado físico da matéria (sólido, líquido ou gasoso) relacionada à movimentação de moléculas  quanto mais rápido  maior temperatura.
A distinção fica mais clara pelo seguinte exemplo: a temperatura de um copo de água fervente é a mesma que a da água fervente de um balde. Contudo, o balde de água fervente tem uma maior quantidade de energia que o copo de água fervente. Portanto, a quantidade de calor depende da massa do material, a temperatura não. 
1. TEMPERATURA DO AR (Calor X Temperatura)
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Radiação solar: 
 latitude - hora do dia e dia do ano, que determinam a altura do sol e a intensidade e duração da radiação solar incidente; 
(2) cobertura de nuvens - afeta o fluxo tanto da radiação solar como da radiação terrestre;
(3) natureza da superfície - determina o albedo e a percentagem da radiação solar absorvida usada para aquecimento por calor sensível e por calor latente. 
2. CONTROLES DA TEMPERATURA
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nos trópicos e menores em latitudes médias e altas;
maior em janeiro que em julho (Hemisfério Sul);
durante o dia que à noite;
sob céu claro do que nublado (durante o dia);
com solo descoberto ao invés de coberto de neve;
quando o solo está seco ao invés de úmido. 
EM CONSEQUÊNCIA DA RADIAÇÃO, A TEMPERATURA DO AR É USUALMENTE MAIOR:
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b) Advecção de massas de ar:
       
 A advecção de massas de ar se refere ao movimento de uma massa de ar de uma localidade para outra. 
 A advecção de ar frio ocorre quando o vento sopra através das isotermas de uma área mais fria para outra mais quente, enquanto na advecção de ar quente o vento sopra através das isotermas de uma região mais quente para uma mais fria. 
Isotermas são linhas traçadas sobre um mapa, que unem pontos com mesma temperatura do ar. 
A advecção de massas de ar pode compensar ou mesmo sobrepor-se à influência da radiação sobre a temperatura podendo, por exemplo, causar a queda da temperatura num início de tarde, apesar do céu claro. 
2. CONTROLES DA TEMPERATURA
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c) Aquecimento diferencial da superfície continental e oceânica
 A amplitude de variação nas temperaturas do ar são muito mais elevadas sobre o continente que sobre o oceano. 
 Razões:
1) o fato que a água é altamente móvel. Quando é aquecida, a turbulência distribui o calor através de uma massa bem maior. A variação diurna de temperatura na água alcança profundidade de 6 metros ou mais e a variação anual pode atingir de 200 a 600 metros. Por outro lado, o calor não penetra profundamente no solo ou rocha; ele permanece numa fina camada superficial, pois deve ser transferido pelo lento processo de condução.
CONTROLES DA TEMPERATURA
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2) Como a superfície terrestre é opaca, o calor é absorvido somente na superfície. A água, sendo mais transparente, permite que a radiação solar penetre à profundidade de vários metros. 
3) O calor específico (a quantidade de calor necessária para aumentar de 1oC uma massa de 1g da substância) é quase 5 vezes maior para a água que para a superfície. Assim, a água necessita bem de mais calor para aumentar sua temperatura na mesma quantidade que a Terra, para uma mesma quantidade de massa. 
4) A evaporação (que é um processo de resfriamento) é bem maior sobre a água que sobre a superfície terrestre. 
Razões do Aquecimento diferencial da terra e da água:
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CONTROLES DA TEMPERATURA
Amplitude térmica é a diferença entre a temperatura máxima e mínima do ar.
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d) Correntes oceânicas
Correntes oceânicas quentes que se dirigem para os pólos tem efeito moderador do frio. 
Um exemplo famoso é a corrente do Atlântico Norte, uma extensão da corrente do Golfo (quente), que mantém as temperaturas mais altas no oeste da Europa do que seria esperado para aquelas latitudes. Este efeito é sentido mesmo no interior do continente devido aos ventos dominantes de oeste. 
Outro exemplo é caso de Cabo Frio, RJ.
CONTROLES DA TEMPERATURA
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Em Cabo Frio, RJ chove 771 mm em média por ano já em Angra dos Reis chove 1977 mm/ano.
CONTROLES DA TEMPERATURA
d) Correntes oceânicas (continuação)
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e) Altitude
 A diferença de temperatura média anual entre a RMRJ, de altitudes que variam de 0 a 380m e uma temperatura média de 24oC, e Teresópolis, a uma altitude média de 871m e com temperatura média anual de 20oC pode ser entendida através de diferença de altitudes. 
CONTROLES DA TEMPERATURA
 A diminuição vertical média da temperatura na troposfera é de 6,5oC por km. Isso é o que denominamos de gradiente adiabático atmosférico, ou seja, redução da temperatura do ar por expansão do volume sem que ocorra troca de energia com o entorno.
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f) Posição Geográfica
Uma localidade costeira na qual os ventos dominantes são dirigidos do mar para a Terra e outra na qual os ventos são dirigidos da Terra para o mar podem ter temperaturas consideravelmente diferentes. No 1o caso, o lugar sofrerá a influência moderadora do oceano de forma mais completa, enquanto o 2o terá um regime de temperatura mais continental, com maior contraste entre as temperaturas de inverno e verão. 
Ex.: Salvador-BA, tem uma amplitude térmica anual no mês de julho de 4,8oC enquanto que Cuiabá-MT apresenta amplitude de 15,2oC. Esse efeito é conhecido como maritimidade/ continentalidade atuando, respectivamente, em Salvador e Cuiabá.
CONTROLES DA TEMPERATURA
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Janeiro – maior gradiente de temp. no inverno do H Norte, devido à grande variação de radiação neste período.
Grandes curvas das isotermas no contato mar-terra, devido à diferença de aquecimento entre os dois.
Junho – intenso gradiente de temperatura no inverno do H. Sul.
Temperatura dos oceanos varia menos durante o ano, por isso as isotermas ficam com maior espaçamento nos oceanos.
VARIAÇÃO ESPACIAL DA TEMPERATURA EM JANEIRO E JUNHO
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3. ESCALAS DE TEMPERATURA DO AR
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Efeito do vento na sensação térmica
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Variação Temporal da Temperatura do Ar - Diária
A temperatura do ar varia basicamente em função da disponibilidade de radiação solar na superfície terrestre. O valor máximo diário da temperatura do ar ocorre normalmente de 2 a 3h após o pico de energia radiante, o que se deve ao fato da temperatura do ar ser medida a cerca de 1,5 a 2,0 m acima da superfície. Já a temperatura mínima diária ocorre de madrugada, alguns instantes antes do nascer do sol. O diagrama abaixo mostra a variação diária da temperatura do ar.
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Variação Temporal da Temperatura do Ar - Diária
A variação diária normalmente observada da temperatura do ar pode sofrer variações, especialmente com a entrada de frentes frias ou dias nublados, quando a temperatura do ar praticamente não varia
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Variação Temporal e latitudinal da Temperatura do Ar - Anual
Padrões de variações sazonais da temperatura do ar nas latitudes baixas e médias (normais 1961-1990). Fonte: Assunção, 2007.
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Variação Temporal da Temperatura do Ar – Anual (continentalidade/maritimidade)
Efeito da distância do mar (continentalidade) na variação da temperatura do ar (normais 1961-1990). 
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4. MEDIDA DA TEMPERATURA DO AR
O padrão para a medida da temperatura do ar visa homogeneizar as condições de medida, com relação ao topo e microclima, deixando essa variável dependente unicamente das condições macroclimáticas, o que possibilita a comparação entre locais. Assim, mede-se a temperatura do ar com os sensores instalados em um abrigo meteorológico, a 1,5 – 2,0 m de altura e em área plana e gramada.
Abrigos meteorológicos utilizados em estações meteorológicas convencionais
Abrigo meteorológico utilizado emestações meteorológicas automáticas
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Instrumentos de Medida -Termômetro de mercúrio
Varejão-Silva (2005).
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Instrumentos de Medida – Termógrafo Bimetálico
Varejão-Silva (2005).
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Cálculo da Temperatura Média do Ar
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5. TEMPERATURA DO SOLO
 A temperatura do 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.
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Medição de TEMPERATURA DO SOLO
São utilizados os geotermômetros, cujo o elemento sensor é o mercúrio, cujo princípio de medida é a dilatação de um líquido. 
Geotermômetros instalados em gramado
Geotermômetros instalados em solo desnudo
Sentelhas e Angelocci (2006).
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TEMPERATURA DO SOLO
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TEMPERATURA DO SOLO
 
A variação da temperatura do solo ao longo do dia e da profundidade é estudada a partir da elaboração dos perfis de variação da temperatura, denominados de TAUTÓCRONAS
Azevedo e Galvani (2003)
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TEMPERATURA DO SOLO
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6. INVERSÃO TÉRMICA
 Situação de origem natural onde o ar frio se concentra próximo ao solo e o ar quente se posiciona acima.
 Geralmente se forma quando o tempo está estável (sem vento, nuvem e chuva).
 Impede a dispersão de poluentes atmosféricos em cidades.
 Há 3 principais processos diferentes de formação:
Inversão térmica noturna – em condições de temperaturas noturnas muito baixas, noite longa (característica do período de inverno), sem vento e nebulosidade, a terra perde calor intensamente e o ar logo acima também se resfria mais do que a camada superior. 
1o.)
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INVERSÃO TÉRMICA
 Há 3 processos diferentes de formação:
2o.)
Inversão térmica por subsidência do ar (comum em latitudes de 30o a 35o N e S) – descida (subsidência) de camada de ar situada acima de 1.000/2.000m  na descida o ar é submetido à maior pressão levando ao aquecimento desta camada por compressão (aquecimento adiabático).
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INVERSÃO TÉRMICA
 Há 3 processos diferentes de formação:
3o.)
Inversão térmica por entrada de ar frio (comum na costa da Califórnia/EUA devido a correntes frias marinhas ) – ar frio vindo do mar se posiciona abaixo da camada de ar quente formada por subsidência. Grande dificuldade de dispersão do ar frio e da poluição devido a barreiras orográficas.
Existem outros tipos de inversões térmicas: A inversão de superfície por advecção, quando preferencialmente em noites frias o ar quente sobe por advecção, e encontra uma superfície fria, isso faz com que ele comece a se resfriar pela base, produzindo essa inversão por superfície; Inversão de Fundo de Vale ocorre quando o ar frio do topo das montanhas e morros, que são mais pesados, escoa em direção aos fundos de vale, onde eles ficam abaixo do ar quente, produzindo esse segundo tipo de inversão; e por último temos a inversão Frontal, que é produzida ao longo de uma atuação de frente, onde o ar frio coloca-se abaixo do ar quente. 
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Slide 32
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BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA:
Mendonça,F., Danni-Oliveira,I.M. 2011(2a.Ed.). Climatologia - noções básicas e climas do Brasil. (Itens 2.2 e 2.3). São Paulo: Ed. Oficina de Textos.
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TEMPERATURA DO SOLO - Exercício
Com os valores de temperatura do ar obtido em escala horária em um sensor eletrônico instalado da estação meteorológica do departamento de Geografia – EMA/LCB - USP, determine para as datas de 21/12/2001 e 21/06/2002:
a) O valor da temperatura máxima, mínima e a amplitude térmica diária.
b) Horários em que ocorreram as máximas e mínimas. Por que ocorreu nesses horários?
c) Explique a variação da temperatura máxima, mínima e da amplitude nas duas datas.
d) Hipóteses de como estaria a cobertura de nuvens nessas duas datas? Por que se pode afirmar isso?
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