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16/03/2020 Disciplina Portal
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Climatologia
Aula 3 - Elementos climáticos - Temperatura e
meio ambiente
INTRODUÇÃO
Os elementos atmosféricos são grandezas meteorológicas, que podem variar no espaço e no tempo e conferem ao
clima sua dinâmica. Nesta aula, estudaremos a temperatura.
A temperatura é um importante elemento de análise climática e inferida por meio de instrumentos meteorológicos
convencionais ou digitais. Ocorre, no mundo, um gradual aumento térmico, e o fenômeno pode ser registrado
localmente, através das ilhas de calor.
OBJETIVOS
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Analisar a conceituação da temperatura e sua variação no espaço e no tempo.
Esclarecer o fenômeno da inversão térmica.
Examinar o fenômeno da ilha de calor.
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Calor é uma forma de energia que pode ser transferida de um sistema para outro, sem transporte de massa e sem
execução de trabalho mecânico
(VIANELLO; ALVES, 1991)
O frio é a ausência de calor. A temperatura é a condição que determina o �uxo de calor que passa de uma substância
para outra.
Quanto mais rápido a molécula se movimenta, mas elevada é a temperatura, que indica como a atmosfera está sendo
aquecida pela energia solar e pela superfície terrestre.
Você já sabe que a temperatura varia ao longo do dia. Observe o grá�co a seguir, com a �utuação da temperatura
diária, de Itabuna, na Bahia (Figura 1).
Figura 1: Variação horária da temperatura do ar, em Itabuna, Bahia.
Fonte: ALMEIDA (2014)
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Durante a manhã, quando os raios solares começam a incidir sobre a superfície terrestre, de forma oblíqua, a
temperatura é mais amena; perto do meio-dia, os raios solares são mais verticais e há maior incidência solar. Na parte
da tarde, os raios solares ganham obliquidade novamente e se tornam mais amenos.
Ao anoitecer, sem os raios solares, a atmosfera continua aquecida, por conta da transferência de calor a partir da
superfície da Terra, mas perde temperatura gradualmente.
A temperatura pode ser in�uenciada por vários fatores:
Latitude
Altitude
Continentalidade e Maritimidade
Nebulosidade
Ventos
Correntes marítimas
Evapotranspiração
ALTITUDE
Quanto maior a altitude, menor a temperatura, uma vez que os raios solares, que aquecem a atmosfera, são absorvidos
pela superfície terrestre
Quanto mais longe da superfície, menor é a temperatura
De acordo com Torres e Machado (2008), em média, a temperatura do ar diminui aproximadamente 0,6ºC a cada 100
metros de altitude
Observe a comparação das temperaturas do Rio de Janeiro, localizada próximo ao nível do mar, e Teresópolis, a quase
900m de altitude. As temperaturas nas áreas mais elevadas são menores do que as perto do nível do mar.
Figura 2: Comparação das normais climatológicas de temperaturas de Rio de Janeiro e Teresópolis.
Fonte: Parte da �gura aproveitada de GEOCACHING (2017) e os dados foram adquiridos com o INMET. Elaborado pela
autora.
EFEITO CONTINENTALIDADE-MARITIMIDADE
A água demora muito mais para ser aquecida do que as superfícies sólidas. Há diferença de calor especí�co
(glossário) entre a terra e as superfícies aquosas
As localidades próximas a grandes concentrações hídricas, como mares e oceanos, têm temperaturas mais regulares,
uma vez que a água ameniza a temperatura, seja no frio ou no calor
No interior dos continentes, as temperaturas são mais altas e mais baixas, em comparação com locais de mesma
latitude
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Observe a diferença de temperatura entre as capitais do Espírito Santo, Vitória, e de Minas Gerais, Belo Horizonte, que
estão localizadas em latitudes próximas. A primeira localiza-se na costa atlântica e a segunda, no interior mineiro
(Figura 3).
Figura 3: Comparação das normais climatológicas temperaturas anuais de Belo Horizonte e Vitória.
Fonte: Dados obtidos junto ao INMET. Elaborado pela autora.
LATITUDE
É a distância, em graus, de um objeto em relação ao Equador
Quando mais perto do Equador, mais quente, e quanto mais longe do Equador, perto dos polos, mais frio.
Quando os raios solares incidentem verticalmente sobre a superfície terrestre, a transferência de calor é mais intensa,
como acontece perto do meio-dia, por exemplo. Parece que o sol está "em cima de nossas cabeças", não é mesmo?
Perto da linha do Equador, o sol está permanentemente nessa condição
Quando os raios solares incidem sobre a superfície de forma inclinada, a temperatura é menor. É a sensação que você
sente, quando está no �nal da tarde ou no início da manhã. Quanto mais próximo do polo, mas inclinados �cam os
raios solares.
Figura 4: Esquema demonstrativo da diferença de incidência solar entre Equador e os Polos.
Fonte: Elaborado pela autora.
Atenção
, A temperatura sofre redução com o aumento da latitude!
Observe o grá�co, que mostra a temperatura em Manaus (AM), próximo à linha do Equador, e Curitiba (PR), com maior
latitude, ao Sul do país (Figura 5).
Figura 5: Comparação das normais climatológicas temperaturas anuais de Curitiba (PR) e Manaus (AM).
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Fonte: Dados obtidos junto ao INMET. Elaborado pela autora.
EQUADOR GEOGRÁFICO E EQUADOR TÉRMICO
Você já sabe que nas proximidades do Equador, as temperaturas são mais elevadas, mas é bom diferenciar o Equador
geográ�co e o Equador térmico.
A linha que une os pontos correspondentes às temperaturas médias mais elevadas é denominada Equador térmico. De
acordo com Varejão-Silva (2016), a distância entre o Equador térmico e o geográ�co, normalmente, é maior sobre os
continentes em comparação com os oceanos. Lembre-se do efeito maritimidade-continentalidade! Em cima dos
continentes, as diferenças térmicas são maiores. As oscilações do Equador térmico revelam que as maiores
temperaturas acontecem em janeiro no Hemisfério Sul e em julho no Hemisfério Norte.
Observe a Figura 6.
Fonte: Adaptado de Varejão-Silva (2016).
Em janeiro é verão no Hemisfério Sul e o Equador térmico está localizado mais ao sul da linha do Equador geográ�co.
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Em julho, quando é verão no Hemisfério Norte, o Equador térmico se desloca para norte.
A medição de temperatura é ponto de interesse da ciência há muitos anos e é comum usar o termômetro em vidro,
cujo princípio de funcionamento se baseia na variação do volume de um líquido interno apropriado - elemento sensível
-, em resposta a uma variação da temperatura (ALMEIDA, 2016).
Você sabe como funciona? O elemento sensível tem a propriedade de se expandir ou de contrair com o aumento ou
diminuição da temperatura. O mercúrio (Hg) é o elemento sensível mais utilizado nos termômetros convencionais,
embora o álcool etílico também possa ser utilizado.
Atualmente, o equipamento que mede as temperaturas é o psicrômetro, que tem o objetivo de apoiar instrumentos que
medem a temperatura máxima e mínima do dia, bem como a temperatura na hora da medição e levanta os dados para
inferência da umidade relativa do ar (Figura 7).
Figura 7: Psicrômetro dentro do abrigo meteorológico.
As escalas mais utilizadas são Celsius (ºC), Fahrenheit (ºF) e Kelvin (K), sendo a primeira largamenteusada em
território brasileiro.
Fonte: Fatec (2017)
INVERSÃO TÉRMICA
A inversão térmica é um fenômeno de inversão da temperatura na baixa atmosfera. A temperatura tende a reduzir com
a altitude, portanto, o que temos é uma parte da atmosfera com temperaturas quentes e logo acima desse extrato, a
temperatura cai, como pode ser visto na Figura 8A.
Figura 8 A e B: Inversão térmica.
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Fonte: Adaptado de PREVUPE GEOGRAFIA (2012).
O ar perto da superfície terrestre sofre aquecimento, expande-se e sobe na atmosfera. O ar mais frio acima dele acaba
descendo e sofrendo aquecimento. Conclui-se que há constante troca de calor e correntes de cima para baixo e vice-
versa. Se o ar estiver poluído, por conta das atividades industriais e da movimentação de veículos automotores, a
situação é revertida, com a constante troca de ventos.
Na inversão térmica, há uma troca na temperatura dessas camadas, de forma mais permanente. O fenômeno pode
acontecer por todo o ano, mas é muito comum no inverno. Em junho, julho e agosto, como os raios solares alcançam o
Hemisfério Sul com menos intensidade, o aquecimento da superfície terrestre é menor e a transferência do calor para
atmosfera é prejudicado, deixando a baixa atmosfera com pouco calor.
O que acontece, então?
Fonte:
A temperatura do ar, perto da superfície terrestre �ca menor do que aquela em camadas posteriores, como pode ser
visto na Figura 8B. O problema é que o ar frio é mais pesado do que o ar quente, então, não há muita movimentação
vertical, com troca de calor e correntes.
Segundo a empresa Fragmaq (2016), as grandes cidades geralmente apresentam muitas áreas construídas,
desmatadas e impermeabilizadas, por isso, o solo tende a absorver uma grande quantidade de calor durante o dia. O
calor retido irradia-se na superfície, aquece as camadas mais baixas da atmosfera.
No inverno, durante a noite, o solo perde o calor, e este ar esfria-se rapidamente. Ainda mais se não houver nuvens na
atmosfera para reter o calor da baixa atmosfera! Quando isso acontece, há uma inversão da situação normal: o ar frio
�ca na superfície, incapaz de subir, enquanto o ar quente acima não consegue descer.
Durante a inversão térmica, a camada de ar poluída não tem a mesma movimentação e �ca constantemente sobre a
cidade, afetando a saúde dos seres vivos.
Figura 9: Inversão térmica em ambiente urbano.
Fonte: Adaptado de FRAGMAQ (2016).
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Esse acúmulo de poluentes é muito prejudicial para a saúde, e pode ocasionar doenças respiratórias associadas à
poluição do ar, como bronquite e pneumonia, além de provocar cansaço excessivo e outros problemas (FRAGMAQ,
2016).
ILHAS DE CALOR
De acordo com Fialho (2012), a expansão da mancha urbana intensi�ca os �uxos urbanos, além de incrementar a
densidade da área construída. Essa diferença em relação ao campo acarreta um contraste no tempo de absorção da
energia solar disponível durante o dia e da reemissão da energia terrestre à noite, resultando em um resfriamento mais
lento na cidade.
Ilhas de calor é um fenômeno climático que ocorre principalmente nas cidades com elevado grau de urbanização.
Nessas cidades, a temperatura média costuma ser mais elevada do que nas regiões rurais próximas (Estado do
Paraná, 2017).
Figura 10: Ilhas de calor
Fonte: http://geomundo2017.blogspot.com.br/2017/03/ilhas-de-calor.html
Os centros urbanos são caracterizados pelo adensamento de carros e edi�cações
Com o crescimento das cidades, as áreas no entorno são ocupadas, mas com menos adensamento urbano
Nas áreas periféricas, há a ocorrência de menos edi�cações e a vegetação pode ser abundante
As temperaturas são mais elevadas nos grandes centros urbanos do que na periferia
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Fatores que ajudam que as áreas de adensamento urbano sejam mais aquecidas do que a periferia:
Edi�cações, como prédios, casas, indústrias, postos de gasolina, entre outros, que são construídos com cimento,
concreto e telhas, que retêm o calor que chega até a superfície terrestre;
O asfalto dos arruamentos e estradas apresentam coloração escura;
A impermeabilização da superfície do solo, com o calçamento de quintais áreas livres, implica no aumento da
velocidade do escoamento super�cial da água de chuva, que poderia amenizar os rigores meteorológicos;
O aquecimento proveniente da combustão de veículos automotores e centrais industriais;
Os ventos sofrem forte resistência em sua circulação, com a presença de grandes construções.
Com a evolução das cidades e seu natural processo de adensamento, ocorre maior desconforto térmico, com a
formação das ilhas de calor, sobretudo nos núcleos urbanos na faixa tropical.
, O governo do município de São Paulo elaborou um atlas e entre os cartogramas está a relação entre a distribuição demográ�ca e
a ilha de calor do cidade.
Observe, na Figura 11, à esquerda, que a maior concentração urbana está marcada em vermelho, na área centro-norte, enquanto o
sul apresenta área com predominância de cobertura vegetal. À direita, em gradação de vermelho, vemos as áreas onde a
temperatura da superfície é mais alta e coincidem com o adensamento urbano municipal.
Figura 11: Densidade Demográ�ca e Ilhas de Calor (1999)., ,
Fonte: Adaptado de FRAGMAQ (2016).
, , Em Bangu, bairro na Zona Oeste da cidade do Rio de Janeiro, a situação não é muito diferente. Barbosa (2002) analisou a
evolução das temperaturas médias registradas no bairro desde a década de 1920 até o início dos anos 1980. E o que se observou
é que o local tem passado por um incremento térmico com o passar dos anos. O grá�co mostra a comparação das normais
climatológicas de 1931-1960 e 1961-1990 e aponta uma variação de mais de 1°C na temperatura média entre os anos de 1931 e
1990 (Figura 12).
Figura 12: Evolução da população e a comparação das normais climatológicas de Bangu, na Zona Oeste do Rio de Janeiro., ,
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Fonte: Dados obtidos junto ao INMET. Elaborado pela autora.
As ilhas de calor são inevitáveis?
O planejamento urbano é a principal forma de coibir a formação do fenômeno, uma vez que ele é resultante da
urbanização acelerada, a degradação da vegetal e a ocupação desordenada.
Como as cidades atuais podem amenizar a ocorrência de ilhas de calor?
Reduzindo a emissão de poluentes atmosféricos no ambiente urbano, porque eles retêm o calor na atmosfera.
Arborizando vias públicas e áreas vazias de propriedades públicas e privadas;
Preservando, recuperando e criando unidades de conservação e áreas verdes nas cidades.
Usando materiais de construção com menor capacidade de retenção de calor e/ou métodos para aumentar a re�exão
da luz solar, em vez de sua absorção, como o uso de cores claras, nos revestimentos externos;
Criando telhados verdes.
Assista ao vídeo Você sabe o que é telhado verde?
Segundo Ferreira (2011), os telhados verdes têm inúmeros benefícios:
A redução de até 5 graus na temperatura nos andares superiores em um dia ensolarado;
Atenuação de ruídos externos (em casos de edifícios sob rotas de avião);
Filtragem de águas pluviais que poderão ser reaproveitadas (ferreira, 2011).
Vários municípios têm incentivado o uso do telhado verde e vêm desenvolvendo legislação especí�ca local, como os
casos de São Paulo, Rio de Janeiro, Porto Alegre e Recife. Os dispositivos jurídicos preveem descontos no IPTU, para
edi�cações que implantam o ecotelhado, sistemas de aquecimento solar e energia solar.
EXERCÍCIOS
Questão 1: A temperatura é acondição que determina o �uxo de calor que passa de uma substância para outra. Entre
os fatores que podem in�uenciar a sua variação no tempo e no espaço não está:
a) Radiação Solar.
b) Longitude.
c) Latitude.
d) Altitude.
e) Continentalidade.
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Justi�cativa
Questão 2: FUVEST/2010 - Em algumas cidades, pode-se observar no horizonte, em certos dias, a olho nu, uma
camada de cor marrom. Essa condição afeta a saúde, principalmente, de crianças e de idosos, provocando, entre
outras, doenças respiratórias e cardiovasculares.
Fonte: http://tempoagora.uol.com.br/noticias (glossário). Acessado em 20 jun. 2009. Adaptado.
As �guras e o texto se referem a um processo de formação de um fenômeno climático que ocorre em vários centros
urbanos do Brasil. Trata-se de:
a) Ilha de calor, caracterizada pelo aumento de temperaturas na periferia da cidade.
b) Zona de convergência intertropical, que provoca o aumento da pressão atmosférica na área urbana.
c) Chuva convectiva, caracterizada pela formação de nuvens de poluentes que provocam danos ambientais.
d) Inversão térmica, que provoca concentração de poluentes na baixa camada da atmosfera.
e) Ventos alísios de sudeste, que provocam o súbito aumento da umidade relativa do ar.
Justi�cativa
Questão 3: A ilha de calor é um fenômeno climático típico das grandes cidades e se caracteriza por apresentar um
gradual aumento da temperatura quando no deslocamento entre a periferia e o centro urbano. Assinale a alternativa
que não apresenta um fator que contribui para elevar as médias térmicas nos grandes centros urbanos.
a) Asfaltamento das ruas e avenidas.
b) Áreas verdes para atividades coletivas.
c) Presença de áreas concretadas.
d) Grandes quantidades de gás carbônico.
e) Ausência de vegetação.
Justi�cativa
http://tempoagora.uol.com.br/noticias
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Glossário
CALOR ESPECÍFICO
Quantidade de calor necessária para que cada grama de uma substância sofra uma variação de temperatura correspondente a
1°C.
NORMAL CLIMATOLÓGICA
Valores médios calculados para um período relativamente longo e uniforme, compreendendo no mínimo três décadas
consecutivas (INMET).