Livro - Fundamentos de Climatologia e Cartografia Sistematica e Tematica

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Curitiba
2020
Fundamentos de 
climatologia e 
cartografia sistemática 
e temática
Faculdade Educacional da Lapa (Org.)
FAEL
Direção Acadêmica Fabio Heinzen Fonseca
Coordenação Editorial Angela Krainski Dallabona
Projeto Gráfico Sandro Niemicz
Arte-Final Evelyn Caroline Betim Araujo
Sumário
1. Climatologia Geográfica | 5
2. Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida | 27
3. Fatores e Elementos Climáticos | 51
4. Circulação Atmosférica: Dinâmica de 
Funcionamento do Sistema Clima | 73
5. Temperaturas Globais: Tema Contemporâneo para 
Interpretação Sistêmica dos Climas | 103
6. Brasil: Diferenças Climáticas Regionais | 129
7. O Espaço Geográfico e a Cartografia | 151
8. A Cartografia Sistemática e os Mapas | 169
9. Cartografia Temática | 185
10. Normas e Elementos Cartográficos | 205
11. Construção de Materiais Cartográficos | 219
Gabarito | 243
Referências | 257
1
Climatologia 
Geográfica 
Ao pensar em sistemas, pode ser comum a associação des-
tes com equipamentos eletrônicos sofisticados ou ainda um con-
junto de procedimentos que permitem o funcionamento de algo. 
Neste momento introdutório aos estudos dos Fundamentos da 
Climatologia, apresenta-se um convite a refletir sobre o planeta 
Terra como um sistema formado por outros sistemas. De maneira 
sinérgica, busca-se articular conhecimentos prévios acerca da 
Ciência Geográfica, especialmente daqueles elementos físicos, 
componentes dos sistemas ambientais terrestres. 
Em linhas gerais, a abordagem de sistema indica que seus 
componentes são conectados e dependem uns dos outros para 
que todo o mecanismo terrestre possa existir e funcionar. Encon-
tra-se na Climatologia Geográfica a relação interpretativa entres 
os mecanismos do clima e as ações dos seres vivos no Planeta. A 
descrição dos fenômenos climatológicos se traduz como o eixo 
central para o entendimento do funcionamento do sistema atmos-
fera, essencial à vida na Terra. Desde a formação do Universo até 
a atmosfera atual, muitos eventos ocorreram, dando a dinâmica 
própria de um planeta em constante transformação.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
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De forma processual, o desenvolvimento do Planeta, em especial da 
atmosfera, promove as condições necessárias ao funcionamento dos sis-
temas terrestres. Estudos meteorológicos corroboram com a Climatologia 
no sentido de estabelecer clima e tempo como elementos distintos, mas 
sinérgicos, proporcionando estruturas fundamentais para a interpretação 
dos padrões de distribuição dos climas no Globo. Aproveite para organi-
zar desde já o raciocínio crítico e sinérgico para a atuação em seu campo 
formação e, a partir deste momento, embarcar nos estudos que se orientam 
à Climatologia.
Figura 1.1 Terra: um sistema de sistemas
Fonte: Shutterstock.com/StevanZZ/Gustavo Frazao/ANDRE DIB/ Fotos593/Npeter.
Comumente, a noção de sistema é relacionada, na Geografia, à ver-
tente “física” de seus fenômenos de estudo e tem o biólogo austríaco 
Ludwig von Bertalanffy como emergente referência, considerado o prin-
cipal expoente e pioneiro na formulação da Teoria Geral dos Sistemas 
(TGS). Em publicação recente, Capra e Luisi (2014) trazem contribuições 
significativas sob o prisma de uma reflexão complexa e sistêmica, na qual 
contribuem com a percepção de que os mecanismos sistêmicos vão além 
do potencial de descrição dos fenômenos físicos, mas são de fato per-
ceptíveis em todas as esferas possíveis. Dessa forma, a noção de sistema 
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Climatologia Geográfica 
acompanha o cotidiano dos afazeres humanos e também os mecanismos 
de funcionamento da Terra.
Figura 1.2 ‒ Exemplo de observação hierárquica de um sistema científico
Fonte: CC BY 3.0.
De maneira simples e direta, entende-se um sistema como um con-
junto que possui ordem e componentes que se inter-relacionam, utilizando 
a energia como elemento essencial de conexão e dinâmica. A configuração 
dos componentes em um sistema pode assumir vários arranjos, como uma 
lógica hierárquica ou uma forma de entrelaçamento.
1.1.1 Sistemas abertos e sistemas fechados
Na definição de sistemas para o estudo do planeta Terra, há que se 
perceber que as características organizadas de inter-relação entre os com-
ponentes podem ser abertas ou fechadas. Um sistema aberto pode ser 
caracterizado pela constante troca de energia, bem como a entrada e a 
saída de matéria1. Em linhas gerais, levando em consideração a energia, a 
Terra se enquadra na lógica de um sistema aberto, pelo fato de haver tro-
1 Entende-se por matéria uma massa com forma física e que ocupa lugar no espaço. 
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
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cas constantes entre o sistema extraterrestre e o sistema terrestre, ou seja, o 
Planeta recebe energia solar, todavia, perde energia térmica, configurando 
uma dinâmica de entrada e de saída de energia, característica marcante de 
um sistema aberto. Por outro lado, pode-se perceber que a Terra pode tam-
bém ser caracterizada como um sistema fechado. Ao mudar a referência 
para a matéria, por exemplo, é possível interpretar que o sistema é fechado 
pelo fato de que elementos como ar, água e recursos materiais não são 
perdidos2 e tampouco recebidos. 
Surge, a partir desse contexto, uma provocação. Como profissionais 
da Educação Geográfica, a abordagem do funcionamento do meio natural 
e sua relação com as instâncias sociais serão sempre presentes, indepen-
dentemente do conteúdo escolhido para o trabalho em sala de aula. Sendo 
assim, a percepção da qualificação dos sistemas em abertos ou fechados 
pode promover um debate proveitoso, especialmente em relação aos 
problemas cotidianos enfrentados por todos os seres humanos: a neces-
sidade de recursos naturais e a crescente produção de lixo. Como pen-
sar esses temas à luz de uma perspectiva sistêmica? Parece ser inevitável 
uma mudança de paradigma e de postura dos seres humanos em relação 
à sobrevivência no planeta Terra; nesse sentido é que se destacam inicia-
tivas de educação ambiental, sensibilização na utilização mais eficiente e 
inteligente dos recursos naturais e a preparação de novas gerações com-
prometidas com o equilíbrio da vida na biosfera (esfera da vida).
Nem só de entradas de e saídas se configura um sistema; de maneira 
intrínseca, organizam-se mecanismos internos que garantem o funciona-
mento e o relacionamento entre os diferentes tipos de sistemas. Uma das 
características mais evidentes desses mecanismos é chamada de retroa-
limentação, o que significa que as saídas e as entradas de componentes 
do e no sistema ocasionam modificações na própria operação. Um bom 
exemplo disso é o ciclo hidrológico e todas as suas componentes, que 
podem sofrer modificações conforme a retroalimentação. Em suma, se 
determinado local passa por um período de seca, é factual que haja menor 
2 Embora haja alguns esforços atuais que apontam na direção de que água e gases são 
perdidos e recebidos do e pelo sistema terrestre, o percentual dessas ocorrências ainda 
é difuso, justificando a proposta de interpretação da Terra como um sistema fechado em 
termos de matéria.
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Climatologia Geográfica 
precipitação e, por consequência, a vegetação pode não se desenvolver 
em sua totalidade, o que por sua vez ocasiona menor evapotranspiração, 
interferindo no padrão de umidade disponível no ar.
A retroalimentação, importante mecanismo de um sistema, pode 
ser positiva, quando o fluxo de energia e matéria se encarrega de ori-
ginar respostas no sistema; ou negativa, quando a retroalimentação não 
origina respostas no sistema. De maneira geral, a ideia defendida aqui 
é de que, quando há retroalimentação positiva, o sistema tende a cres-
cer, devido à necessidade de respostas impostas a ele; por outro lado, 
quando há retroalimentação negativa, o sistema apresenta indícios de 
decréscimo, uma vez que não há necessidade de respostas ou de fluxo de 
energia e matéria suficientes.
Você conseguiria pensar nessascaracterísticas de retroalimentação em 
seu cotidiano? Um exemplo de retroalimentação positiva pode ser obser-
vado no contexto econômico atual, a partir da tarifa de juros de uma dívida, 
por exemplo, dada pelos juros compostos, no qual quanto maior se torna 
a dívida, igualmente maior se torna a cobrança dos juros. Perceba como a 
interpretação de um sistema não diz respeito somente a coisas supostamente 
distantes do cotidiano vivido. Pelo contrário, uma noção possível da retroa-
limentação negativa pode ser sentida por muitos de nós. Pensemos em uma 
dieta para redução da massa corporal, especialmente em tempos em que 
cerca de 50% da população brasileira apresenta excesso de peso (BRASIL, 
2015). Isso quer dizer que, uma vez decidida a melhoria da condição física, 
pensando o corpo como um sistema aberto, a retroalimentação deverá ser 
negativa, já que o desejo é o decréscimo de massa, fato que pode ser con-
quistado pela diminuição da ingestão de calorias e pela intensificação de 
exercícios físicos para a aceleração metabólica. 
1.1.2 Os geossistemas terrestres
Abordar sistemas em Geografia implica reconhecer os variados campos 
de estudo dessa ciência. Nesse sentido, é interessante estabelecer uma linha 
de raciocínio quanto à proposta de aplicação da Geografia, científica e esco-
lar, fundamentada na perspectiva de um continuum no qual as abordagens 
físicas (da natureza) e as humanas se complementam diante de um olhar 
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
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geográfico integrador. Dessa forma, como já observado nos pressupostos 
da epistemologia da Geografia, os componentes bióticos e abióticos podem 
ser setorizados para fins de estudos e pesquisas, contudo, a percepção de seu 
funcionamento real, cotidiano, torna-se mais efetivo ao ser contemplado por 
uma visão holística, de integração, sistêmica, portanto.
Como forma didática de abordar os geossistemas terrestres, é pos-
sível organizar quatros grandes sistemas abertos, sendo um biótico (bio-
sfera) e três abióticos (atmosfera, litosfera e hidrosfera). Tendo em vista 
que as esferas abióticas são, em dada escala, garantidoras da vida na Terra, 
a visão sistêmica e de integração dos subsistemas terrestres se mostram 
como uma das formas mais eficazes de se interpretar e estudar os fenôme-
nos geográficos terrestres.
Além dos componentes tradicionais estudados ao longo da vida esco-
lar, dentro de um escopo da já deixada de lado Geografia Tradicional, 
fazem parte da interpretação nos moldes contemporâneos também as ações 
efetuadas nesses subsistemas, bem como a articulação de suas fronteiras, 
que nada mais são do que zonas de transição entre sistemas daquilo que 
se pode nomear de acoplamento estrutural (LUHMANN, 1996; MATU-
RANA e VARELA, 1995). Assim, a visão da Terra como um sistema de 
sistemas empreende a lógica da interconexão, dos acoplamentos de sis-
temas, como formas de garantir o funcionamento do complexo sistema 
planetário terrestre.
Figura 1.3 – Esquema teórico do geossistema
Fonte: Oliveira (2003).
Buscar compreender as esferas biótica e abiótica da Terra de forma 
sistêmica pode se transformar em uma tarefa salutar e transformadora nas 
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Climatologia Geográfica 
ações pedagógicas cotidianas. Mudar uma visão de mundo implica neces-
sariamente mudar em primeira instância a visão própria e segmentada de 
cada um, para depois, em uma escala mais abrangente, quebrar um para-
digma e promover uma potencial evolução do pensamento.
1.2 Climatologia geográfica: histórico 
e elementos de aplicação
Desde os primórdios das civilizações humanas, possivelmente a 
observação dos fenômenos atmosféricos tomavam um papel de destaque 
na organização da vida das sociedades pretéritas. Contudo, com o passar 
do tempo e o consequente desenvolvimento de habilidades, especialmente 
nos últimos 20 mil anos, as noções de como acontecem os eventos cli-
matológicos e meteorológicos certamente se transformaram. A adoção de 
técnicas, o método científico e o raciocínio crítico foram elementos funda-
mentais na mudança de postura, do mito à ciência.
A esse respeito, da evolução das sociedades humanas, é factual a relação 
interdisciplinar possível com outras componentes curriculares, como História, 
Artes, Matemática, Estudos de Linguagem e Ciências/Biologia. Levando em 
consideração que a interdisciplinaridade e a transdiciplinaridade são elemen-
tos sugeríveis de abordagem e aplicação em todas as esferas de educação do 
Brasil, é estabelecido um potencial de acoplamento sistêmico salutar.
1.2.1 Bases fundamentais da climatologia geográfica
Há muitas questões que inquietam e produzem curiosidade no que 
diz respeito à constituição e à evolução das ciências. A julgar pelos desa-
fios intelectuais que cercam a vida, como as origens do Planeta, do ser 
humano, os desafios apresentados no percurso histórico vão se tornando 
mais complexos, pelo fato de que os acessos às lógicas de funcionamento 
e também às variáveis neles contidas são cada vez mais acessíveis. A busca 
de respostas às inquietações humanas é justamente a história da ciência, 
e nessa história muitos capítulos se desenrolam, descobertas vêm à tona, 
verdades são quebradas e novos limites são estabelecidos. Nesse sentido, 
o estudo da Climatologia, como quaisquer outros campos da ciência, apre-
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
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senta-se em um percurso evolutivo que logicamente ainda permanece em 
atividade. Assim sendo, buscou-se, de maneira sucinta e didática, ilustrar 
o percurso cronológico afeto aos estudos dos fenômenos atmosféricos.
Figura 1.4 ‒ Demonstração de um perfil Ilustrativo histórico da Climatologia
Fonte: Adaptado de Brooks (1926).
Ao entender que o conhecimento 
humano se desenvolve a partir de ques-
tionamentos e de necessidades, pode-se 
apontar que a Grécia antiga é o ponto de 
base sistemática inicial das ciências, por 
meio da Filosofia. Em termos dos estu-
dos em Climatologia, a curiosidade e a 
observação impulsionaram o desvendar 
dos fenômenos naturais atmosféricos. 
Segundo Mendonça e Danni-Oliveira 
(2007), foram os gregos os primeiros a 
registrar observações e interpretações 
acerca dos eventos atmosféricos, utili-
zando para tanto um dos princípios hoje 
tratados na Geografia, a analogia. Em 
suma, o critério adotado era de compara-
ção de áreas ou lugares. Além disso, para 
os gregos e sua Filosofia, a vida estava 
ligada ao ar, bem como os eventos atmos-
féricos tinham relação direta com os deu-
ses do Olimpo.
Com o Renascimento, as buscas para 
desvendar os mistérios do funcionamento 
da atmosfera foram revigoradas. Diferente-
Figura 1.5 ‒ Termômetro de Galileu
Fonte: CC BY 3.0.
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Climatologia Geográfica 
mente da busca grega, passaram a ser utilizados mecanismos e instrumentos 
para a interpretação de dados oriundos dos céus. Destaca-se em 1602 par 
a invenção do termômetro por Galileu; com um mecanismo simples para 
aferir a temperatura dos objetos, o inventor 
possibilitou importantes avanços nas ciên-
cias e também na Climatologia.
Mais tarde, Torricelli inventou o 
barômetro em 1643, para aferições da 
pressão atmosférica, instrumento que 
possibilitou importantes avanços na 
investigação da atmosfera, como a for-
mação e a direção dos ventos. A partir 
dessas invenções e avanços em todos os 
setores das civilizações humanas, a cons-
tituição sistêmica dos conhecimentos, 
especialmente acerca do mundo natural, 
permitiu saltos cada vez mais rápidos 
na direção das respostas aos questiona-
mentos outrora irrespondíveis diante das 
limitações intelectuais.
É notório que a evolução da ciência 
a partir do século XIX e especialmente no 
século XX se deu pelas grandes dinâmi-
cas da humanidade, incluindo nesse bojo 
as grandes guerras, epidemias, corrida 
espacial e sistematização e formalização 
da ciência. Sobretudo nos períodos de 
pós-guerra, os avanços científicos pude-
ram ser efetivamente sentidos e utilizados 
na sociedade,por exemplo, o emprego 
de utensílios domésticos, tecnologias 
de localização geográfica, emprego de 
drogas na medicina, entre outros. Para a 
Climatologia, os avanços se deram, sobre-
tudo, no campo da instrumentalização 
Figura 1.6 ‒ Barômetro
Fonte: Openclipart.org/CC BY 1.0.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
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para coleta de dados e na automatização de processos para interpretação 
das condições atmosféricas, culminando com a fundação da Organização 
Meteorológica Mundial, em 1950 (AYOADE, 2007).
O que vivemos atualmente é o que muitos pesquisadores têm cha-
mado de a era da informação (LOGAN, 2012). Se de um lado essa tempes-
tade de informações pode ocasionar um sem número de possibilidades de 
interpretação, por outro lado o acesso criterioso às informações fomenta 
uma articulação e organização do conhecimento nunca antes vista, promo-
vendo um melhor conhecimento das dinâmicas da atmosfera, coletânea de 
dados e troca de experiências, além de divulgação científica.
1.2.2 Climatologia geográfica e 
elementos de aplicação
Nos bancos escolares, muitas vezes levanta-se o questionamento da 
utilização dos pressupostos científicos. Eventualmente você já se deparou 
com questionamentos dessa ordem, que normalmente recebem as seguin-
tes roupagens: “Para que isso servirá em minha formação? Qual a utilidade 
disso em meu cotidiano?”. Longe de atender a um pressuposto meramente 
utilitarista, a ciência se organiza para preencher lacunas estabelecidas 
naquelas indagações que nos acompanham desde os mais remotos tem-
pos. Assim, sua utilização e aplicação nas sociedades humanas se dá de 
acordo com a demanda oriunda da atividade humana, não sendo, a ciência, 
responsável por dar conotação do utilitarismo de suas descobertas.
Por outro lado, quando a demanda existe e a geração do conheci-
mento científico se apresenta como solução, é estabelecido um campo de 
aplicação factual e muito proveitoso para ambos os lados, ciência e socie-
dade. Dessa forma, em termos de aplicabilidade, a Climatologia recebeu 
muitas boas influências do meio científico, culminando em elementos de 
aplicação hoje cotidianos e quase considerados inatos aos seres humanos, 
como as previsões do tempo meteorológico.
Em essência, a aplicação dos elementos científicos da Climatologia 
se iniciam pelo emprego de noções e terminologias. Uma das mais notó-
rias é a diferenciação entre clima e tempo. 
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Climatologia Geográfica 
 Atenção!
Tempo é o estado atual ou momentâneo da atmosfera em determinado 
lugar e instante, caracterizado por vários elementos do clima: tempera-
tura, umidade, vento, radiação, precipitação. 
A palavra clima deriva do grego e significa inclinação, referindo-se à 
inclinação ou curvatura da Terra que condiciona em grande parte os 
climas terrestres. Para se definir um clima é necessária uma observação 
sistemática das condições do tempo por 30 ou 35 anos (AYOADE, 2007).
Uma das formas possíveis do emprego das noções de tempo e clima 
é a relação direta com o cotidiano. Especialmente na atualidade, em que 
há cada vez mais preocupações com o tempo meteorológico para diver-
sas finalidades, desde o planejamento de uma viagem até a agricultura de 
precisão e seus aspectos recorrentes. Rotineiramente é perceptível certa 
confusão quanto ao uso das terminologias clima e tempo, sobretudo em 
veículos de comunicação de massa, como telejornais e sites da rede mun-
dial de computadores.
A popularização dos estudos em Climatologia passou a permitir um 
acoplamento sistêmico entre a ciência e a sociedade, fato que é visto com 
bons olhos pelo motivo nobre, em essência, de produzir melhores condições 
de vida aos seres humanos. Evidentemente, há ainda muito a ser desvendado 
e utilizado, contudo, a aproximação da ciência e o cotidiano social traduzem 
uma busca contemporânea que envolve a ciência e a educação escolar. Cer-
tamente um dos temas mais debatidos na atualidade é a mudança climática 
global. Nesse sentido, o Brasil tem se dedicado substancialmente aos estu-
dos dos impactos das possíveis e prováveis mudanças no clima.
Novo satélite Cbers será lançado em 
dezembro de 2018, prevê INPE
Cbers 4A será o sexto da parceria entre Brasil e China. O satélite 
terá três câmeras de monitoramento, uma a menos que o atual.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
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O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) em São José 
dos Campos anunciou nesta segunda-feira (21/12/2015) que 
deve lançar um novo satélite Cbers-4A em dezembro de 2018. A 
missão do novo satélite será dar continuidade ao trabalho do o 
Cbers-4, que está em órbita desde dezembro de 2014.
A vida útil do Cbers-4 é de três anos, mas o projeto vai trocar 
os satélites antes do término deste prazo. “Nossa ideia é fazer a 
substituição de um satélite pelo outro para que não haja inter-
rupção no monitoramento”, disse Antonio Carlos Oliveira, 
coordenador do programa Cbers.
Os satélites sino-brasileiros são usados pelo governo para 
monitorar os setores agrícolas, florestal e no controle do meio 
ambiente, especialmente na fiscalização das áreas de floresta 
amazônica.
O equipamento terá três câmeras de monitoramento, uma a 
menos que o atual. Dessas, duas serão produzidas no Brasil.
NOVO satélite Cbers será lançado em dezembro de 2018, prevê Inpe. G1, 
21 dez. 2015. Disponível em: <http://g1.globo.com/sp/vale-do-paraiba-
-regiao/noticia/2015/12/novo-satelite-cbers-deve-ser-lancado-em-dezem-
bro-de-2018-preve-inpe.html>. Acesso em:14 nov. 2016.
 
É possível perceber que, desde os tempos mais remotos, os avan-
ços técnicos científicos têm ajudado a construir a ponte entre ciência e 
sociedade. Em termos climatológicos, isso se acelera grandemente com 
o aporte de satélites na órbita terrestre, bem como de mecanismos, ferra-
mentas, técnicas e conhecimento acerca do sistema atmosférico, na busca 
por sanar problemas e otimizar a qualidade da vida humana no Planeta.
1.3.Evolução da atmosfera da Terra
A palavra evolução, derivada do latim, expressa a ação de desenrolar 
pergaminhos (evolutio), contudo, a acepção mais contemporânea de pro-
cesso se deu a partir de 1832, com a aplicação do termo como sinônimo de 
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Climatologia Geográfica 
desenvolvimento. Talvez essa palavra possa remeter a um clássico estudo 
de Biologia descrito por Charles Darwin em sua obra máxima: A origem 
das Espécies (1859), na qual trata, entre outros campos, da evolução e da 
adaptação das espécies de seres vivos no planeta Terra. Contudo, o amplo 
sentido de evolução ou desenvolvimento pressupõe, a partir de agora, para 
a atmosfera terrestre, a ideia de transformação, dinâmica e adaptação a 
variados eventos ao longo do tempo.
Antes da formação propriamente dita da atmosfera, há que se pensar 
na formação do Planeta, que aponta na direção da teoria até então mais 
aceita: Big Bang, tratada como uma grande explosão e formação do Sis-
tema Solar e de seus protoplanetas (fase inicial da formação de um pla-
neta). Após um conjunto complexo de processos, a Terra iniciou um pro-
cesso de resfriamento e supostamente daí se estabeleceu o ponto inicial da 
formação da atmosfera, diante do processo de desprendimento dos gases 
aprisionados, até então, na incandescente superfície terrestre. A consoli-
dação (solidificação) da crosta terrestre passou a ter uma relação sistêmica 
importante com a atmosfera, corroborando aquilo que anteriormente se 
tratou por acoplamento de estruturas sistêmicas.
Em termos de aplicação, caracteriza-se a atmosfera como essencial 
à vida no Planeta, por apresentar uma camada protetiva e de fomento ao 
funcionamento dos sistemas através de gases (entradas de energia e retro-
alimentação). Estima-se que a atmosfera da forma que se pode observar 
atualmente remonta há cerca de 400 milhões de anos (BARRY; CHOR-
LEY, 2013). Portanto, assume-se que a atmosfera anterior ao modelo con-
cebido hoje pode ser chamada de atmosfera primitiva;já a condição atual 
pode ser chamada de atmosfera moderna.
1.3.1 Atmosfera primitiva e atmosfera moderna
De acordo com a teoria da formação do planeta Terra, que remonta há 
4,65 bilhões de anos, de acordo com indícios geocronológicos, a atmosfera 
primitiva teria se formado diante do resfriamento sucessional da superfície 
terrestre, liberando gases que se dissiparam e/ou se fixaram pelo princípio 
das forças gravitacionais à agora chamada atmosfera. Sendo assim, a atmos-
fera primitiva tem estimativa de início de formação há cerca de 4 bilhões de 
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 18 –
anos, desde o princípio do resfriamento continental. Diante de indícios geo-
químicos de estudos da paleoatmosfera (primitiva), sua composição era pro-
vavelmente formada por gases muito tóxicos (para a vida como se concebe 
hoje) como metano (CH4), hidrogênio (H2), dióxido de carbono (CO2) e vapor 
d’água. É reconhecido o poten-
cial de erupções vulcânicas na 
Terra, e a esse fato se sugere a 
transformação da atmosfera pela 
emissão de gases e a formação 
dos oceanos, representantes 
máximos do sistema hidrosfera. 
No esquema a seguir, é possível 
notar a dinâmica de transforma-
ção da atmosfera ao longo do 
tempo, que ocasionou a forma-
ção da hidrosfera no Planeta.
Uma vez estabelecida a Hidrosfera, o princípio do acoplamento 
entre sistemas e da retroalimentação se estabeleceu com força, proporcio-
nando modificações drásticas nos ambientes, garantindo a transformação 
inclusive da atmosfera, organizando aquilo que se percebe atualmente na 
atmosfera moderna.
Figura 1.8 ‒ Interação da radiação solar para formação do oxigênio
Fonte: elaborada pelo autor.
Figura 1.7 ‒ Dinâmica de transformação da atmosfera 
ao longo do tempo
Fonte: elaborada pelo autor.
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Climatologia Geográfica 
A entrada de energia no sistema possibilitou as transformações quí-
micas e físicas necessárias à formação dos oceanos e mares, por meio das 
moléculas de água e também dos átomos isolados de hidrogênio e oxigê-
nio. Estabelecido esse afluxo de matéria química, criou-se a possibilidade 
da presença da vida, conforme atestado pelas teorias evolucionistas.
Figura 1.9 ‒ Fluxo de eventos da produção de oxigênio na Terra
Fonte: elaborada pelo autor.
A dinâmica imposta na formulação da atmosfera moderna fomenta 
processos químicos e físicos complexos, como a fotossíntese, mecanismo 
ímpar ao entendimento do processo de retroalimentação do sistema, atra-
vés da reciclagem do CO2 e a disposição de O2.
Percebe-se que a situação atual, ou seja, a atmosfera moderna, é 
reflexo de um longo processo de evolução ou desenvolvimento. Na atu-
alidade, entende-se que a atmosfera é, entre outros fatores, condição 
essencial à vida, que, de forma sistêmica, garante também o equilíbrio 
dinâmico de funcionamento da atmosfera, por meio, por exemplo, dos 
ciclos biogeoquímicos.
Em uma proposição interessante, Mendonça e Danni-Oliveira (2007) 
sugerem que a camada da atmosfera na qual ocorrem os eventos que afe-
tam diretamente a vida na Terra e consequentemente os seres humanos 
pode ser chamada de atmosfera geográfica, por compor um acoplamento 
estrutural do sistema biótico com o sistema atmosférico.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
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Desde cedo aprendemos na escola que a atmosfera é composta por 
uma fina camada de gases inodora, incolor e insípida (sem sabor). Con-
tudo, eventualmente podem-se perceber alterações sensíveis aos sentidos 
humanos quanto a esse respeito, sobretudo ao que diz respeito à ausência 
de cores. De qualquer forma, a atmosfera apresenta potencial de alteração, 
por exemplo, das cores em que se percebem os raios solares. Esses efeitos 
se dão graças aos princípios físicos da refração e da reflexão, que alteram 
os comprimentos de onda do espectro eletromagnético, modificando a per-
cepção que os sentidos humanos dão às cores.
O agrupamento complexo de elementos componentes da atmosfera 
se traduz como um campo fértil e curioso às pesquisas científicas e ao 
mesmo tempo desperta o interesse dos alunos que são apresentados às 
componentes curriculares escolares e também às de ensino superior. Nesse 
sentido, abrem-se duas vertentes complementares e técnicas aos estudos 
da atmosfera. Uma que compreende efetivamente os estudos dos climas, 
em escala mais abrangente; e outra que trata dos estudos do tempo atmos-
férico, dada por pressupostos chamados meteorológicos.
1.3.2 Tempo meteorológico e sistema climático
Como já visto, há uma diferença importante entre clima e tempo. A 
esse respeito, os estudos voltados às condições do tempo meteorológico – 
condição atual da atmosfera – se direcionam à interpretação de fenômenos 
de curta duração, que permitem uma espécie de “fotografia” da condição 
momentânea da atmosfera e ao mesmo tempo permitem perceber de forma 
mais abrangente a situação do balanço ou do equilíbrio de energia entre 
a atmosfera e os demais sistemas, especialmente a litosfera. Para tanto, 
desenvolve-se a Meteorologia, estudo científico da atmosfera orientado 
a estudos de ordem física da dinâmica atmosférica, previsões do tempo 
meteorológico, organização de séries de dados (usadas para estudos do 
clima) e modelagem de sistemas meteorológicos para previsão de desas-
tres, por exemplo.
No Brasil, os estudos de meteorologia são gerenciados por institu-
tos de pesquisa públicos e privados, para coleta e tratamento de dados 
atmosférico, como é o caso do CPTEC/INPE, no município de São José 
dos Campos (SP).
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Climatologia Geográfica 
 Atenção!
O CPTEC (Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos) do 
INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) é o passaporte do Bra-
sil para o primeiro mundo das previsões meteorológicas. Com o novo 
supercomputador (CRAY XT6), recém-adquirido, será possível ao Cen-
tro melhorar a resolução espacial dos modelos de previsão de tempo, de 
clima sazonal, ambiental (qualidade do ar) e de projeções de cenários 
de mudanças climáticas. O CPTEC já vem aperfeiçoando seus modelos 
para que o novo supercomputador também possa gerar previsões com 
mais dias de antecedência, além de prever chuvas e eventos extremos 
com maior confiabilidade. Anteriormente, eram utilizados os modelos 
vetoriais SX-6 e SX-4 fabricados pela NEC Corporation do Japão, com 
capacidade de processar até 768 bilhões e 16 bilhões de operações arit-
méticas em ponto flutuante por segundo respectivamente. O cluster 
UNA com 1100 processadores fabricado pela “SUN Microsystem” tem 
capacidade de processar até 5,7 trilhões de operações aritméticas em 
ponto flutuante por segundo. Tudo isso, significa possibilidade de uti-
lizar modelos numéricos para simulação de tempo e clima, integrando 
informações atmosféricas e oceânicas. O resultado disso são previsões 
de tempo confiáveis, para todo o país.
CPTEC ‒ Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. Sobre o CPTEC. 
2016. Disponível em: <http://www.cptec.inpe.br/sobreocptec/pt>. Acesso em: 14 
nov. 2016.
De posse dos dados meteorológicos e do tempo atmosférico, é pos-
sível construir uma série de dados compilados em um banco organizado, 
os quais promovem uma base importante para os estudos do clima e sua 
distribuição ao longo do globo terrestre. Complementarmente, o estudo 
da Climatologia faz uso dos dados obtidos pela Meteorologia, buscando 
estruturar padrões de distribuição dos climas. Sabe-se, por exemplo, nos 
dias atuais, que fenômenos antes considerados isolados, como as monções 
asiáticas, são na verdade parte importante do sistema climático global, que 
podem explicar outros fenômenos que aparentemente não têm relação, 
como os furacões do Atlântico Norte. Mais uma vez, a ideia de interco-
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 22 –
nexão sistêmica é aparente e necessária para a interpretação de toda a 
complexidade presente nos estudos climáticos.
Analisar os padrões do tempo meteorológicoé, portanto, o objetivo 
central da Climatologia. A distribuição dos climas e seus eventos meteoro-
lógicos particulares formam uma rede de conexões dinâmicas que por sua 
vez formam o sistema atmosfera. Perceber que os climas interferem nos 
ecossistemas é mais uma forma de compreender a relação estrutural de aco-
plamento sistêmico, uma vez que as regiões climáticas ajudam grandemente 
a determinar a localização dos principais ecossistemas do mundo. Pelo fato 
de os climas não serem estáticos e estarem em constante transformação de 
acordo com sua complexidade, os biomas passam também por alterações 
e adaptações, conferindo uma dinâmica única e necessária à vida na Terra. 
Temas como aquecimento global ou mudanças climáticas globais podem 
levar a uma reflexão interessante diante do posicionamento pessoal e também 
à argumentação crítica diante de dados comprováveis. De fato, sabe-se que há 
modificações cíclicas e constantes nas esferas terrestres, e interpretar as ações 
dos seres humanos como aceleradores desses processos é, sem dúvida, uma 
árdua e complexa tarefa. Contudo, a tendência de popularização do conhe-
cimento aliada às boas práticas culturais pode trazer benefícios no porvir da 
civilização humana, especialmente ao buscar o entendimento de que tudo está 
conectado em uma grande teia da vida (CAPRA, 1996).
Figura 1.10 ‒ Esquema do sistema climático global
Fonte: MPI (2016).
– 23 –
Climatologia Geográfica 
Da teoria à prática
Uma maneira salutar de aplicação das noções sistêmicas inerentes ao 
planeta Terra é a aplicação de atividades lúdicas e que se relacionem com 
o cotidiano daqueles que aprenderão conosco. Nesse sentido, a sugestão 
prática pode ser orientada na construção de maquetes, individuais ou em 
grupo, que devem se basear no recorte espacial local, atendendo ao con-
texto dos participantes da atividade. 
A partir, por exemplo, de uma maquete em escala de uma área 
que possua vegetação, curso d’água e ocupação humana, é possível 
promover uma articulação sistêmica entre as várias esferas componen-
tes do sistema global terrestre. Perceber, em conjunto, a interdepen-
dência entre os elementos componentes do sistema modelo (maquete) 
pode produzir uma quebra de paradigmas de uma visão linear para 
uma visão articulada, holística, portanto. A atividade proposta permite 
ainda a articulação interdisciplinar e transdisciplinar ao trabalhar com 
componentes curriculares como matemática (cálculo da escala), artes 
(pinturas e modelagens), língua portuguesa (análise do discurso) e his-
tória (histórico de ocupação). Reflita a respeito e coloque em prática 
suas ideias.
Síntese
A lógica empregada neste capítulo foi estabelecida a partir do para-
digma sistêmico. Orientaram-se as reflexões no sentido da articulação e 
do acoplamento das estruturas componentes do planeta Terra. Buscou-se 
desvendar que a formação do Planeta, e mais diretamente da atmosfera, 
é produto de um processo longo e complexo, no qual muitas variáveis se 
relacionam para produzir ações de (trans)formação.
A dinâmica de evolução da atmosfera proporcionou a possibilidade 
de existir vida no Planeta, conforme os pressupostos evolucionistas. Da 
mesma forma, a vida no Planeta proporciona à atmosfera e a outros sis-
temas a possibilidade de manutenção de seu funcionamento, conforme os 
pressupostos da retroalimentação.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 24 –
A atmosfera, sendo um dos geossistemas abióticos, apresenta-se 
como um ponto de partida para o entendimento da vida no Planeta. É tam-
bém de onde se orientam fenômenos meteorológicos que a cada dia mais 
despertam curiosidades nos seres humanos e ao mesmo tempo são motivo 
de esforços técnicos e intelectuais para desvendar seus mecanismos. No 
cotidiano, diferenciar clima e tempo passa a ser agora uma tarefa mais 
fácil, sobretudo ao compreender que o tempo é componente indissociável 
do clima, o que os faz diferenciar são a escala de ação e os mecanismos 
de funcionamento.
De agora em diante, de posse desses conhecimentos (sistemas, tempo 
e clima), compreender a estruturas de organização da atmosfera se tornará 
mais eficiente e agradável.
Atividades
1. Nos meses de verão na América do Sul, é comum a veiculação de 
notícias pelos meios de comunicação acerca de queda de encostas, 
enchentes e rompimento de barragens. Infelizmente, a ocorrência 
desses eventos tem tirado muitas vidas nos últimos anos. Diante 
do exposto, assinale a opção que demonstra a qual(is) conceito(s) 
poderia ser atribuído o estopim desses eventos.
a) Clima apenas, pelo motivo da distribuição climática gerir todos 
os eventos climáticos regionais.
b) Tempo, por tratar-se apenas de uma condição momentânea atmos-
férica, não podendo ser percebida a partir de um padrão climático.
c) Ambos, clima e tempo, devido às circunstâncias de cons-
tituição de padrão climático no período do ano e também às 
mudanças rápidas da atmosfera que são demonstradas pelo 
tempo meteorológico.
d) Apenas tempo, pelo fato de este demonstrar um padrão global 
de eventos extremos.
e) Ambos, pelo motivo de o tempo proporcionar uma visão sis-
têmica de um padrão global de ocorrências climatológicas que 
– 25 –
Climatologia Geográfica 
são estudadas em pelo menos 30 anos e, por outro lado, o clima 
denotar a condição única e atual da atmosfera.
2. Assinale a única opção que completa o mapa conceitual a seguir, 
de forma a permitir o entendimento da seguinte afirmação: “a Terra 
é ao mesmo tempo um sistema aberto e um sistema fechado”.
a) 1 – ar; 2 – térmica; 3 – do carbono; 4 – ganho
b) 1 – ar; 2 – solar; 3 – hidrológico; 4 – perdas 
c) 1 – energia Solar; 2 – térmica; 3 – aberto; 4 – perdas
d) 1 – energia Solar; 2 – térmica; 3 – hidrológico; 4 – perdas
e) 1 – energia eólica; 2 – térmica; 3 – do nitrogênio; 4 – ganho
3. Associe as colunas e assinale a opção que apresenta a relação 
mais adequada.
(1) Fotossíntese
(2) Entrada de energia
(3) Retroalimentação Positiva
(4) Retroalimentação Negativa
(5) Tempo
( ) Condição momentânea da atmosfera, que pode se alterar 
rapidamente ao longo de um dia.
( ) Momento imprescindível ao funcionamento de um sis-
tema, sem o qual não há possibilidade de organização da dinâ-
mica de seus componentes.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 26 –
( ) Indica o decréscimo do sistema, devido à diminuição da 
disponibilidade de energia.
( ) Processo físico-químico realizado pelos seres vivos clo-
rofilados que utilizam dióxido de carbono e água para obter 
glicose através da energia da luz solar.
( ) Indica a possibilidade de aumento do funcionamento e 
ampliação do sistema.
a) 5-1-4-2-3
b) 3-1-4-2-5
c) 5-1-4-3-1
d) 1-5-2-3-4
e) 5-2-4-1-3
4. Acerca da terminologia atmosfera geográfica, aponte a opção que a 
define corretamente.
a) Trata-se de um termo que demonstra a interferência dos seres 
humanos na dinâmica climática global.
b) Trata-se de um termo cunhado por Mendonça e Danni-Oliveira 
(2007) em que fazem a menção da proximidade dos fenômenos 
ocorridos na camada mais imediata da atmosfera com a vida 
no Planeta.
c) Refere-se à diferenciação entre os conceitos de clima e tempo.
d) Relaciona-se com a localização imediata da atmosfera local.
e) É um termo cunhado por Capra (2014) para indicar a visão sis-
têmica da atmosfera.
2
Atmosfera Terrestre: 
um Sistema 
Garantidor da Vida
Um dos grandes questionamentos que acompanham a huma-
nidade por toda sua história é o denominado mistério da vida. Ao 
longo dos últimos séculos, cientistas de vários campos do saber 
se dedicaram a tentar descrever, interpretar e compreender os 
mecanismos que permitem a ocorrência da vida no planeta Terra. 
Observando pela lógica sistêmica, tratada anteriormente, fica 
aparente que a combinação complexa entre os elementos compo-
nentes dos sistemas produzem o cenário ideal para o desenvolvi-
mento da vida, muito provavelmente pelo princípio da evolução.
Para o funcionamentode qualquer sistema e qualquer orga-
nismo no planeta Terra, é indispensável a presença de uma força 
motriz, chamada energia. A energia pode assumir muitos modos, 
estados físicos e químicos garantidores do funcionamento das 
esferas terrestres. Um bom exemplo disso pode ser observado no 
próprio corpo humano: seu funcionamento exige energia, obtida 
por meio da alimentação, com contribuições dos elementos da 
natureza, como energia solar, oxigênio e água.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 28 –
A atmosfera permite a vida, ao mesmo tempo em que a vida contri-
bui para a produção da atmosfera, tal como já se conhece. Esta afirmação 
reflete o aspecto sistêmico da retroalimentação, bem como os pressupos-
tos da evolução da atmosfera terrestre. Acompanhe agora noções do fun-
cionamento e estrutura da atmosfera.
2.1 Funcionamento do Sistema 
Atmosfera: energia
Reconhecida como uma fina camada de gases que cerca o planeta 
Terra, a atmosfera, tal como outros sistemas, necessita de energia para 
estabelecer suas conexões naturais. Nesse sentido, a seção aqui apresen-
tada busca demonstrar de forma inicial como se dá o funcionamento do 
sistema em questão, especialmente tratando dos mecanismos que permi-
tem a presença de energia em seu contexto.
Como é possível imaginar, a principal fonte de energia destinada à 
Terra provém do Sol. Contudo, ela não é a única. Como já visto, o pro-
cesso de retroalimentação promove a ampliação ou diminuição dos siste-
mas. Desta forma, o que possibilitou a formação e evolução da atmosfera 
terrestre é o que se pode chamar de retroalimentação positiva.
Desde a formação da Terra, há cerca de 4,56 bilhões de anos, a 
atmosfera apresenta dinâmicas de transformação contínuas que, somadas 
a outros fatores do Planeta, proporcionam a possibilidade da vida na Terra.
 Fique sabendo
Geocronologia é um ramo da ciência que contribui aos estudos de datação 
da Terra. Os mecanismos de datação do Planeta são derivativos de prin-
cípios físicos e químicos, como o decaimento radioativo, a vida média e 
a meia vida. Dois métodos de datação são utilizados: o relativo e o abso-
luto. Para o método relativo, como o nome sugere, se utiliza a relação 
entre fósseis e camadas estratigráficas (geológicas) para a construção de 
uma ordem cronológica, do mais antigo para o mais recente. Por outro 
lado, a datação absoluta pressupõe que os materiais estudados são com-
postos por elementos radioativos, e estes apresentam uma liberação de
– 29 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
material (isótopos) constante e acumulativa, que pode ser aferida por 
meio da meia vida (quando um átomo pai se transforma em átomo filho), 
possibilitando uma datação assertiva e até então irrefutável.
Em um primeiro momento, a atmosfera primitiva, tóxica para os 
padrões de vida atual, se formou a partir das erupções vulcânicas de um 
jovem Planeta. Com o passar do tempo, as atividades vulcânicas foram 
gradativamente reduzindo, o que ocasionou a solidificação da litosfera, 
que por sua vez contribuiu fortemente para a diminuição da temperatura 
da Terra. Nesse momento, a atmosfera terrestre não era muito diferente 
do que poderia se observar em Marte ou Vênus. Entretanto, uma caracte-
rística fez toda a diferença: o desenvolvimento de bactérias, inicialmente 
anaeróbias (que não utilizam oxigênio em seus processos).
De maneira geral atribui-se às cianobactérias o título de seres vivos 
mais antigos da Terra, bem como os primeiros organismos a produzirem 
oxigênio, fato que transformou drasticamente a história da vida terrestre.
Pensando na lógica sistêmica, a entrada de energia no sistema 
permitiu a estes organismos o desenvolvimento celular, a partir da 
retroalimentação positiva, o que incrementou a disponibilidade de 
oxigênio na Terra, inicialmente em sua totalidade orientada por um 
processo físico-químico bastante conhecido: a oxidação do ferro 
(Fe(s) → Fe2+ + 2e-).
Uma vez que as estruturas litológicas (rochas) terrestres apresenta-
vam grande riqueza do mineral ferro em suas estruturas, o contato com 
o agora disponível oxigênio possibilitou a oxidação, gerando o que se 
conhece hoje por depósitos de minério de ferro, matéria-prima essencial à 
vida humana nos moldes contemporâneos. Depois que todo o ferro dispo-
nível nas estruturas litológicas do fundo oceânico fora oxidado, o aporte 
sempre crescente de oxigênio, devido à ação fotossintética dos estroma-
tólitos, forjou a atmosfera que se percebe hoje, com suas camadas e estru-
turas. A partir deste momento, a Terra passou a ter uma proteção que, 
até então, nenhum outro planeta possuíra. Diante disso, possivelmente os 
processos evolutivos dos organismos foram garantidos, formando a vasta 
biodiversidade terrestre.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 30 –
Figura 2.1 − Estromatólitos em Lake Thetis, Austrália
Fonte: CC BY 2.0
2.1.1 Energia do Sistema Atmosfera: Sol
De acordo com Ayo-
ade (2007), a energia 
essencial ao funciona-
mento do Sistema Terra-
-atmosfera provém do Sol. 
A energia solar (99,97% de 
toda energia) se direciona à 
alimentação dos sistemas 
de variados fins, garan-
tindo inclusive a retroali-
mentação. Essa fonte de 
energia, portanto, é respon-
sável por aquecer a atmos-
fera e a superfície terrestre, 
além de permitir processos 
físico-químicos específicos 
para o desenvolvimento da 
biodiversidade terrestre.
Fotossíntese
Luz Solar
Oxigênio
Dióxido de Carbono
Água
Minerais
Figura 2.2 − Processo de fotossíntese, possível graças 
à energia sola
Fonte: Shutterstock.com/Jakinnboaz
– 31 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Embora se registre que a energia solar recebida pela Terra seja algo 
aproximado a 10 bilhões de “Itaipus”, a distribuição deste aporte energé-
tico é desigual, variando basicamente de acordo com a latitude e a sazona-
lidade. Importa aos estudos em climatologia a espacialização dessa ener-
gia, sobretudo para buscar interpretar fenômenos geográficos na Terra. 
Desta forma, a radiação solar é responsável por diversos processos de 
ordem física (aquecimento, evaporação), biofísica (evapotranspiração) e 
biológica (fotossíntese).
 Fique sabendo
A Itaipu Binacional é uma das maiores usinas hidrelétricas do 
mundo, localizada na fronteira entre Brasil e Paraguai. Tem capa-
cidade de produção de energia de aproximadamente 89,2 milhões 
de MWh, o que representa em termos práticos 75% de toda energia 
consumida pelo Paraguai e 15% da energia necessária para abastecer 
o território brasileiro.
ITAIPU BINACIONAL. Geração. Disponível em: <www.itaipu.gov.br/
energia/geracao>. Acesso em: 15 nov. 2016.
A irradiação solar varia de acordo com o ângulo de incidência dos 
raios solares. Assim, a disponibilidade de energia ao sistema Terra-
-atmosfera varia continuamente durante os dias e até anos, além de 
variar com a latitude.
Acerca da radiação e seus processos físicos, é importante fazer um 
adendo: a irradiação é composta por ondas longas e ondas curtas. A radia-
ção solar é baseada na irradiação de ondas curtas, por outro lado a irradia-
ção terrestre é dada por ondas longas. Especialmente no que diz respeito à 
radiação de ondas longas, há um relacionamento com os processos físicos 
visíveis e sensíveis aos sentidos humanos, compreendidos por uma faixa 
conhecida por espectro eletromagnético visível.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 32 –
Figura 2.3 − Espectro eletromagnético e seus comprimentos de onda
Fonte: CC BY 4.0.
De toda a energia que entra e sai do sistema Terra-atmosfera se 
empreende a percepção do balanço de radiação. Relacionado a este equi-
líbrio, conforme apontado anteriormente, o modal de entrada de energia 
é estabelecido pelas ondas curtas (solares), ao passo em que a saída de 
energia do sistema é dada por ondas longas (terrestres).
O trânsito de irradiação chama-se transmissão, que é a competência 
da passagem deenergia em ondas curtas e longas pela superfície e atmos-
fera terrestre. Essa característica relaciona-se diretamente com a entrada 
de energia no sistema, também conhecida como insolação, cuja caracte-
rística essencial se reflete na distribuição de energia solar, ao longo dos 
dias, anos e diferentes latitudes. Acompanhe na imagem a seguir a sazo-
nalidade de insolação para o Brasil.
– 33 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Figura 2.4 − Sazonalidade da insolação no Brasil
Fonte: Atlas Brasileiro de Energia Solar – Inpe.
Acompanhando a insolação, alguns mecanismos físicos se destacam 
nos estudos da compreensão da importância da energia no funcionamento 
do sistema Terra-atmosfera. O Sol emite a energia necessária para o fun-
cionamento dos sistemas terrestres. Quando a radiação solar atinge a 
Terra, são possíveis ações como a reflexão, o espalhamento e a absorção. 
Acompanhe seus princípios e interferências no sistema.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 34 –
 2 Espalhamento ou radiação difusa: ao entrar em contato com os 
gases da atmosfera, a radiação sofre redirecionamento sem inter-
ferir em seu comprimento de onda. Representa 7% da refletivi-
dade da Terra.
 2 Reflexão: uma parte da radiação retorna ao espaço sem ser 
absorvida ou realizar algum trabalho. Representa cerca de 30% 
da refletividade da Terra. Aqui se utiliza uma característica cha-
mada albedo, que significa grau ou qualidade de reflexão.
 2 Absorção: assimilação da radiação pela matéria e sua conversão 
em outra forma de energia. Aquilo que não é refletido pelo sis-
tema é absorvido. Pode ocorrer absorção pelas nuvens, além da 
superfície terrestre do solo e corpos hídricos.
 Fique sabendo
Uma questão possível que pode surgir é: por que o céu é azul? Essa 
característica é proveniente da capacidade de espalhamento. Isso quer 
dizer que a partir deste fenômeno, em uma explicação dada pelo cha-
mado espalhamento de Rayleigh, o tamanho das moléculas onde ocorre 
o espalhamento promove diferentes ações. Pequenas moléculas de gás 
na atmosfera espalham comprimentos de ondas de luz menores. Isso 
quer dizer que, por exemplo, os comprimentos de luz visível azul e 
violeta são pequenos. Uma vez que há mais comprimentos de luz azul 
do que violeta na luz solar, pelo espalhamento observa-se o céu quase 
sempre azul.
Fonte: Christopherson (2012, p. 89).
2.1.2 O balanço de energia: atmosfera e superfície
O termo sistema aparece de forma recorrente ao longo dos estu-
dos em climatologia. Apesar da aparente exaustão de uso da termino-
logia, o entendimento dos processos e suas implicações na Geografia 
são melhor contemplados a partir desta lógica. Uma forma eficaz de 
perceber tal questão é a afirmação de que, se observadas em separado, 
– 35 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
as características de energia da atmosfera e da superfície terrestre não 
são equilibradas. Contudo, ao observar sistemicamente, num ponto de 
vista de acoplamento Terra-atmosfera, é possível perceber o balanço de 
energia equilibrado.
Figura 2.5 – Balanço de energia
Fonte: Christopherson (2012).
De forma genérica, o balanço de radiação pode ser percebido como 
uma maneira de se estabelecer o equilíbrio entre entradas e saídas de radia-
ção solar do sistema. Nesse sentido, fica nítido que a parte que mais recebe 
insolação (zona equatorial e tropical), emana essa energia, fazendo com 
que ela se movimente em direção aos polos. Tal ação só é possível graças 
aos ventos atmosféricos, que serão estudados adiante, no tema circulação 
geral da atmosfera.
Todavia, algumas características específicas da atmosfera e da super-
fície devem ser tratadas, dentre as quais podemos destacar:
a) na região intertropical, a insolação é elevada pela angulação pre-
sente em relação ao sol, havendo pouca variação sazonal, o que 
acarreta em um panorama de superávit de insolação, ou seja, 
ganha-se mais calor do que se perde.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 36 –
b) nas regiões polares, marcadamente com superfícies geladas e 
brancas, nas quais a reflexividade é maior, os déficits de ener-
gia são notórios, garantindo assim importância máxima à cir-
culação geral da atmosfera, que permite o balanço adequado 
da radiação.
c) há que se perceber que em termos de superfície, energia e 
umidade são constantemente trocadas, fato que ocasiona fenô-
menos em escala local, que contribuem para a constituição de 
situações particulares, como os microclimas urbanos.
De toda forma, algumas evidências trazem elementos de discussão 
bastante interessantes à temática do balanço de energia/radiação no sis-
tema Terra-atmosfera. Talvez um exemplo de maior destaque seja o do 
já bastante discutido efeito estufa. A esse respeito acompanhe a notícia a 
seguir, veiculada pelo jornal El País.
Aquecimento global e emissão de 
gases do efeito estufa alcançam 
níveis recordes: 2015 foi o ano mais 
quente desde que são feitos regis-
tros e 2016 está a caminho de repe-
tir o padrão.
O ano de 2015 bateu um novo recorde em emissão de gases do 
efeito estufa e aumento das temperaturas no planeta, depois de 
um 2014 que já havia alcançado marcas históricas e fez disparar 
os alarmes sobre os efeitos da mudança climática. O relatório O 
Estado do Clima, realizado todos os anos pela Agência Nacio-
nal de Oceanos e Atmosfera dos EUA (conhecida de modo geral 
por sua sigla em inglês, NOAA), expõe em sua última edição 
uma tonelada de dados que levam a uma conclusão inquietante: 
avizinham-se mais secas e mais inundações, e está constatado o 
degelo dos polos.
– 37 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Figura 2.6 – Elevação do aquecimento de regiões da Terra
Fonte: Scientific Visualization Studio/Goddard Space Fli-
ght Center
Segundo essa agência, o fenômeno cíclico El Niño, relacionado 
com o aquecimento do Pacífico, foi no ano passado o mais forte 
desde pelo menos 1950, o que contribuiu, junto com o aqueci-
mento global, para que pela primeira vez fosse superada em 
mais de um grau centígrado a temperatura média de meados 
do século XVIII, que é o período que se considera representativo 
das condições de vida pré-industriais.
MARS, A. Aquecimento global e emissão de gases do efeito estufa 
alcançam níveis recordes. 2016. Disponível em: <http://brasil.elpais.com/
brasil/2016/08/02/internacional/1470153337_792504.html>. Acesso em: 15 
nov. 2016.
 
A partir de tudo que foi exposto, fica evidente que os processos de 
entrada e saída de energia do sistema configuram fenômeno complexo e 
indispensável ao sistema terrestre. Nesta lógica, abordaremos em capítu-
los seguintes como as sociedades humanas interferem e sofrem influência 
diante do funcionamento deste sistema.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 38 –
2.2 Composição e estruturas 
da atmosfera terrestre
Como já foi possível perceber, a atmosfera terrestre é um espaço 
complexo e essencial à Terra. Destacam-se processos físicos e quími-
cos que a compõem, formando uma rede de processos e fenômenos 
que dão singularidade jamais vista, por hora, em nenhum outro pla-
neta. A principal diferença entre a Terra e os demais planetas até então 
conhecidos é justamente a lógica da vida que permite a existência da 
atmosfera que, por sua vez, permite a vida, como já foi atestado em 
seções anteriores.
 Fique sabendo
A Terra é azul! Foi o que bradou o cosmonauta russo Yuri Gagarin, que 
foi o primeiro ser humano a viajar ao espaço, a bordo da nave Vostok 1 
e pôde ver a Terra de longe. À época desta marcante viagem, a União 
Soviética e os Estados Unidos travavam uma batalha silenciosa para 
saber qual nação levaria o primeiro ser humano à Lua. Era momento da 
chamada guerra espacial, recorrente à Guerra Fria. Os norte-americanos 
venceram a disputa em 1969, com o “pisão” inaugural de Neil Armstrong 
no satélite natural da Terra, mas nos oito anosanteriores, os soviéticos 
sempre estiveram à frente − inclusive no lançamento do primeiro satélite 
artificial, o Sputnik, em 1957. A Terra é azul, denuncia a dominância de 
massas de água no planeta (71%), fato que contribui fortemente para a 
presença de vida e o funcionamento de sistemas como a atmosfera, que 
também contribui para a percepção de que o planeta é azul.
G1. Viagem pioneira de Yuri Gagarin ao espaço completa 55 anos. 
2016. Disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noti-
cia/2016/04/viagem-pioneira-de-yuri-gagarin-ao-espaco-completa-55-
-anos.html>. Acesso em: 15 nov. 2016..
A imprensa internacional veicula notícias de prospecção do planeta 
Marte. Indícios, de acordo com a agência espacial estadunidense (NASA), 
– 39 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
dão conta de que há a possibilidade de existir água no planeta vermelho, 
e por consequência a possibilidade de vida. Em uma comparação rápida 
entre a Terra e Marte, é possível perceber algumas características interes-
santes, conforme apresenta a tabela a seguir.
Tabela 2.1 – Comparação entre a atmosfera da Terra e de Marte
Gases Terra - primitiva Terra atual Marte
Oxigênio Poucos indícios 21% 0,13%
Nitrogênio 1,9% 77% 2,7%
Dióxido de 
carbono 98% 0,038% 95%
Fonte: The Mars Atmosphere and Volatile Evolution mission (MAVEN).
A análise da tabela permite verificar que a atmosfera primitiva da 
Terra possuía muitas semelhanças com a marciana, fato que se alterou 
justamente pela presença de seres vivos produtores de oxigênio, como 
já visto anteriormente. Assim, a atmosfera moderna da Terra apresenta 
características únicas, quanto à sua estrutura e composição.
2.2.1 A atmosfera moderna
A composição atual da atmosfera é dada pela mistura de gases 
antigos da Terra com aqueles mais recentes, provenientes da ação da 
vida ao longo do tempo no sistema terrestre. Portanto, a formação desta 
camada de gases de suma importância é bastante complexa e proces-
sual, não simplesmente surge, mas evolui. O principal componente da 
atmosfera é o ar, um composto de gases sem cheiro, cor, sabor ou forma 
que pode ser comparado a uma capa ou membrana que protege a Terra 
e permite fenômenos que fomentam o funcionamento de sistemas em 
constante retroalimentação.
Existem várias formas de se realizar a divisão da atmosfera, de acordo 
com critérios. Assim, apresentam-se os três critérios aqui utilizados para 
uma interpretação global da atmosfera.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 40 –
Quadro 2.1 – Divisão da atmosfera
Composição Temperatura Função
Heterosfera
Termosfera
Mesosfera
Ionosfera
Homosfera
Estratosfera
Troposfera
Ozonosfera
Fonte: adaptado de Christopherson (2012).
Diante dos critérios expressos no quadro 2.1, inicia-se uma breve 
explanação pelo critério da composição. De acordo com Barry e Chorley 
(1976) apud Ayoade (2007), a composição média da atmosfera sob um rigor 
de condição seca e abaixo de 25 quilômetros se expressa da seguinte forma.
Tabela 2.2 − Composição gasosa média da atmosfera terrestre
Gás Símbolo Volume (%)
Nitrogênio N2 78,084 (≈78)
Oxigênio O2 20,9476 (≈21)
Argônio Ar 0,934 (≈1)
Dióxido de carbono CO2 0,0314 (variável)
Neônio Ne 0,001818
Hélio He 0,000524
Ozônio O3 0,00006
Hidrogênio H2 0,00005
Criptônio Kr 0,000114
Xenônio Xe 0,0000087
Metano CH4 0,0002
Fonte: Lide (2008).
Gás Volume % (ar seco)
Nitrogênio (N2) 78,08
– 41 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Gás Volume % (ar seco)
Oxigênio (O2) 20,94
Argônio (Ar) 0,93
Bióxido de carbono (CO2) 0,03 (variável)
Neônio (Ne) 0,0018
Hélio (He) 0,0005
Ozônio (O3) 0,00006
Hidrogênio (H) 0,00005
Criptônio (Kr) Indícios
Xenônio (Xe) Indícios
Metano (Me) Indícios
Em acordo com a composição química da atmosfera, é possível obser-
var dois compartimentos distintos: A heterosfera e a homosfera. A primeira 
se caracteriza pela heterogeneidade de sua composição, como o nome 
sugere. Isso indica que os gases presentes nesse compartimento não estão 
devidamente misturados, ou seja, não apresentam uniformidade em sua dis-
posição. A heterosfera pode ser ainda caracterizada como uma camada ou 
compartimento mais externo, com início a cerca de 80 km de altura e com 
direção até o espaço interplanetário. (CHRISTOPHERSON, 2012).
De outro lado, a homosfera, seguindo a lógica etimológica, empre-
ende um compartimento homogêneo, onde os gases estão dispostos e mis-
turados de forma homogênea. Este estrato atmosférico compreende toda 
a estrutura desde 80 km de altura até a superfície terrestre. Assim, a com-
posição média dos gases da atmosfera terrestre se refere a este comparti-
mento em específico.
Diante da caracterização da função, a atmosfera terrestre apresenta 
dois compartimentos distintos. A ionosfera é uma camada funcional, 
externa que se estende pela parte alta da atmosfera (termosfera e mesos-
fera) e tem a função de absorver determinados raios, especialmente raios 
X, gama e outros comprimentos de onda curtos, fato que carrega os áto-
mos com íons, o que justifica o nome desta camada de acordo com a fun-
ção, que é também protetiva neste caso.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 42 –
De outro lado e mais abaixo, a ozonosfera, também conhecida por 
camada de ozônio, é bastante veiculada e discutida em âmbito global. O 
ozônio é uma molécula altamente reativa e composta por três moléculas 
de oxigênio (O3), e funciona literalmente como um filtro da radiação solar 
mais nociva à vida na Terra, os raios UVC e UVB, que são potencialmente 
danosos devido a seus comprimentos de onda.
 Fique sabendo
Camada de Ozônio
Em volta da Terra há uma frágil camada de um gás chamado ozônio 
(O3), que protege animais, plantas e seres humanos dos raios ultra-
violeta emitidos pelo Sol. Na superfície terrestre, o ozônio contribui 
para agravar a poluição do ar das cidades e a chuva ácida. Mas, nas 
alturas da estratosfera (entre 25 e 30 km acima da superfície), é um fil-
tro a favor da vida. Sem ele, os raios ultravioletas poderiam aniquilar 
todas as formas de vida no planeta. Há evidências científicas de que 
substâncias fabricadas pelo ser humano estão destruindo a camada 
de ozônio.
Figura 2.7 – Formação das moléculas de ozônio 
Diversas substâncias químicas acabam destruindo o ozônio quando 
reagem com ele, fato que supostamente contribui para o aquecimento 
do planeta, conhecido como efeito estufa.
WWF. O que é a camada de ozônio?. Disponível em: <http://www.
wwf.org.br/natureza_brasileira/questoes_ambientais/camada_ozo-
nio/>. Acesso em: 15 nov. 2016.
– 43 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Outro fator proposto para entendimento da disposição da atmosfera é, 
talvez, o mais corriqueiro e utilizado na maioria dos livros didáticos, que 
se realiza a partir do critério da temperatura. A imagem a seguir demonstra 
de forma sintética a estrutura da atmosfera quanto à temperatura e altura. 
A primeira camada, mais próxima da superfície, é a Troposfera, limitada 
pela Tropopausa; a camada seguinte é a estratosfera, delimitada pela estra-
topausa; a seguir há a mesosfera e termosfera, delimitadas pela mesopausa 
e termopausa, respectivamente.
Figura 2.8 − Estrutura da atmosfera em relação à temperatura e à altura
Fonte: www.learner.org (tradução nossa).
Iniciando da camada mais distante da superfície para a mais próxima, 
tem-se a sequência de quatro camadas, a saber: termosfera, mesosfera, 
estratosfera e troposfera.
A termosfera, com altura entre 80 km a 480 km, sugere uma zona 
de calor, contudo não representa necessariamente altas temperaturas. A 
diferença entre calor e temperatura está basicamente na forma de medição 
de suas grandezas. A temperatura é medida a partir do grau de agitação ou 
energia cinética. Quanto mais agitadas as moléculas, maior a temperatura. 
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 44 –
De outro lado, o calor é uma grandeza física tambémchamada de energia 
térmica, que se relaciona ao trânsito, ou seja, à transferência de um corpo 
para outro em razão da temperatura. Nesse sentido, mesmo aqueles cor-
pos com baixas temperaturas também possuem calor, ainda que em menor 
quantidade. O limite exterior da termosfera é chamado de termopausa.
A mesosfera, compreendida entre 50 km e 80 km de altura, corres-
ponde à uma estrutura na qual a temperatura diminui até um mínimo 
de -90 ºC, em uma área específica chamada de mesopausa, limite supe-
rior da mesosfera. Como o nome sugere, meso significa mediano, uma 
camada intermediária. A junção entre termosfera e mesosfera forma o 
que se conhece por atmosfera superior, devido às alturas previstas nes-
tas camadas.
Na sequência lógica do modelo apresentado anteriormente, inicia-
-se a atmosfera inferior, por se tratar da camada com menor altura, mais 
próxima à superfície. A estratosfera é a segunda camada da atmosfera. 
Partindo da superfície, estende-se desde 50 km de altura, com a carac-
terística essencial de que suas temperaturas aumentam acompanhando a 
altitude, fenômeno explicado pelo fato de esta camada apresentar baixa 
densidade do ar, na qual qualquer absorção de energia solar aumenta a 
temperatura, especialmente o gás ozônio, importante proteção à Terra.
Por fim, a camada mais próxima da superfície e reconhecida como 
uma das mais importantes para a vida no planeta: a troposfera. Neste 
estrato da atmosfera é que se encontra a biosfera, esfera da vida. É tam-
bém onde ocorre a maioria dos eventos meteorológicos que influenciam 
diretamente a vida no planeta, inclusive a dos seres humanos. Na tropos-
fera estão cerca de 90% (CHRISTOPHERSON, 2012) de toda a massa de 
gases da atmosfera, o que de um lado é elemento garantidor da vida, e de 
outro pode ser um problema ambiental sério, especialmente por conta da 
poluição atmosférica atestada pelas sociedades humanas.
A diferente concentração de gases da atmosfera, de acordo com sua 
estrutura, faz com que sejam percebidas diferentes condições de base, cha-
madas de pressão atmosférica. Assim, quanto mais perto do nível do mar, 
maior a concentração de gases, maior o peso e, portanto, maior a pressão 
atmosférica. Essa característica da troposfera corrobora para o entendi-
– 45 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
mento da possibilidade da vida no planeta, diante da disponibilidade de 
gases essenciais, como oxigênio e nitrogênio.
Ainda em relação aos gases da atmosfera inferior, é recorrente o 
debate de um fenômeno chamado Efeito Estufa, conforme já tratado ante-
riormente. Contudo, esse fenômeno tende a se acelerar, diante de indícios 
de que o aporte de gases estufa está aumentando drasticamente no planeta 
por meio das ações humanas. Os principais gases responsáveis por essa 
condição são: dióxido de carbono, metano e óxido de nitrogênio. Você 
saberia explicar como é que se disponibilizam esses gases na atmosfera, 
além do fenômeno natural? São responsáveis pelas emissões exacerbadas 
desses gases: queima de combustíveis fósseis e madeira; decomposição da 
matéria orgânica e trato digestivo, especialmente de bovinos (ruminantes); 
águas poluídas; e decomposição de fertilizantes.
Como é possível notar, a ação humana interfere no fluxo de energia 
e gases da camada mais próxima, que é a troposfera. Desta forma, tratar 
de assuntos recorrentes a estes torna-se mais do que necessário na prática 
escolar, como um exercício de cidadania e formação.
2.2.2 Troposfera e a climatologia geográfica
A troposfera carrega em si muitos gases, conforme já se discutiu ante-
riormente. Contudo, muitos destes são variáveis, de fontes naturais ou de 
origem humana. A esse segundo compartimento designa-se a concepção de 
uma atmosfera geográfica (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).
Uma das ações responsáveis pelas alterações da atmosfera geográfica 
é dada pela poluição. A definição desta ação não é tarefa fácil, tanto que 
para operadores do direito a busca por jurisprudência a esse respeito é 
incessante. No entanto, pode-se entender a poluição atmosférica como a 
modificação da sua composição química, seja pelo desequilíbrio dos seus 
elementos constitutivos, ou pela presença de elemento químico estranho, 
que potencialmente possa desequilibrar o ambiente, causando prejuízo à 
saúde dos seres vivos.
Registre-se que a poluição atmosférica não é problema recente. 
Desde muito tempo indícios históricos apontam que alterações na atmos-
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 46 –
fera já chamavam a atenção de povos pretéritos, como por exemplo os 
romanos, ao reportarem o ar sujo de suas cidades devido aos esgotos a céu 
aberto, fumaça de queimadas e outras ações. Parece assustador perceber 
elementos tão atuais já ocorrendo há mais de dois mil anos.
Ao mesmo tempo em que a atmosfera pode sofrer com a poluição de 
origem humana ou decorrente de suas atividades, há, por outro lado, dinâmi-
cas naturais interpostas a esse respeito. Assim, as fontes naturais de poluição 
são também importantes para o entendimento em climatologia geográfica.
Quadro 2.2 − Demonstrativo de fontes naturais de poluição atmosférica
Fonte Contribuição
Vulcões e incên-
dios florestais
Óxidos de enxofre e partículas recorren-
tes; monóxidos e dióxidos de carbono.
Plantas em 
decomposição Hidrocarbonetos, metano e sulfetos de hidrogênio. 
Oceano Lançamento de sal na atmosfera e outras partículas.
Fonte: adaptado de Christopherson (2012).
Percebe-se que o princípio da poluição destina-se ao comparativo com 
um quadro natural. Nesse sentido, as alterações nos gases e componentes quí-
micos podem ser caracterizados como aspectos de importância ambiental e de 
poluição ambiental. Em termos de legislação, no Brasil se registra a impor-
tância e competência do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA), 
que, por meio de resoluções, aponta diretrizes e regras ambientais. A resolu-
ção CONAMA que trata do tema poluição é a n. 3 de 28 de junho de 1990.
Parágrafo Único. Entende-se como poluente atmosférico qual-
quer forma de matéria ou energia com intensidade e em quanti-
dade, concentração, tempo ou características em desacordo com os 
níveis estabelecidos, e que tornem ou possam tornar o ar:
I impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde;
II inconveniente ao bem-estar público;
III danoso aos materiais, à fauna e flora;
IV prejudicial à segurança, ao uso e gozo da proprie-
dade e às atividades normais da comunidade.
– 47 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
Diante do exposto, fica claro que há uma preocupação bastante grande em 
relação à poluição atmosférica. A compreensão e sensibilização destes mecanis-
mos é tarefa salutar do educador em Geografia. A julgar pelo fato de que a maio-
ria das pessoas no mundo e no Brasil estão a se concentrar nas áreas urbanas, os 
poluentes antropogênicos tendem a sofrer uma aceleração sensível.
Como qualquer processo natural e antrópico, a poluição é desvelada 
ao longo do tempo e evolução dos sistemas terrestres, incluindo os siste-
mas sociais. É válida portanto a interpretação sob a luz, por exemplo, do 
estudo transversal da História, mais especificamente a partir das Revolu-
ções Industriais. Eis uma sugestão de interdisciplinaridade e transdiscipli-
naridade, com a finalidade de articular conhecimentos de forma sistêmica.
Síntese
Neste capítulo foi possível acompanhar que a atmosfera terrestre foi 
gerada a partir da vida, que por sua vez, garante a vida e seu pleno funcio-
namento. A isto se pode chamar retroalimentação sistêmica.
A presença de energia no sistema Terra-atmosfera, especialmente a 
energia solar, é de suma importância, por ativar mecanismos necessários 
ao desdobramento complexo de funcionamento da atmosfera. Assim, o 
balanço de energia, bem como seus atributos físicos, ajudam a explicar as 
dinâmicas presentes no sistema.
Foi possível empreender as diferentes formas de estruturação da 
atmosfera de acordo com a temperatura, função e composição,elementos 
que ajudam a situar a ocorrência de fenômenos e a relação da atmosfera 
com a disponibilidade da vida terrestre.
Finalmente, apontou-se para a atmosfera geográfica, destacando o 
efeito da poluição, de forma genérica, em relação aos gases e estruturas da 
atmosfera terrestre.
Atividades
1. Baseado na compartimentação da atmosfera usando como crité-
rio a composição, quais são as divisões possíveis para sua clas-
sificação? Aponte a única alternativa correta.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 48 –
a) Uma região contínua.
b) Duas grandes classificações: homosfera e heterosfera.
c) Duas áreas funcionais que recebem radiação do sol.
d) Troposfera e estratosfera.
e) Ionosfera e ozonosfera.
2. A camada mais próxima da superfície terrestre em que ocorre a 
maioria dos eventos meteorológicos é chamada de:
a) ozonosfera.
b) troposfera.
c) ionosfera.
d) mesosfera.
e) exosfera.
3. A ozonosfera apresenta importância crítica para a vida terrestre, pois:
a) afeta as temperaturas.
b) absorve a luz visível.
c) absorve os raios ultravioletas.
d) produz as auroras.
e) neutraliza a poluição.
4. A charge a seguir visa (ENADE, 2010):
– 49 –
Atmosfera Terrestre: um Sistema Garantidor da Vida
a) alertar para a necessidade de ações mais eficazes de controle 
da poluição.
b) apontar para possíveis ações estratégicas de conservação e de 
uso sustentável de recursos naturais.
c) mostrar a quantidade de partículas em suspensão na atmosfera 
cuja concentração representa transtorno ambiental.
d) apresentar um desequilíbrio irreversível causado no ecossistema 
pela ação predatória do ser humano.
e) demonstrar a urgência de serem criadas leis mais severas de pro-
teção ambiental e de exploração de recursos hídricos.
3
Fatores e Elementos 
Climáticos 
Neste capítulo estudaremos os fatores e os elementos que 
compõem os climas. É necessário compreender quais são o que 
são e como funcionam em sua dinâmica para a definição de um 
ou outro determinado clima. Especificaremos cada um dos ele-
mentos e fatores climáticos, assim como apontaremos as suas 
diferenciações, que, por se influenciarem mutuamente, podem 
provocar confusão no entendimento de suas definições. Ainda, 
diante da relação entre os seres humanos e o meio ambiente, faz-
-se importante levantar como as ações antrópicas têm influen-
ciado os componentes dos sistemas climáticos.
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 52 –
3.1 Elementos climáticos
O clima de determinada região é caracterizado após um longo perí-
odo de observação dos tipos de tempo que nele ocorrem (Conti, 2011). 
De acordo com Sorre (1951, p.13) citado por Steinke (2012, p.17), para 
os geógrafos o clima é “o ambiente atmosférico constituído pela série 
de estados da atmosfera (estados do tempo) sobre um lugar em sua 
sucessão habitual”.
Os sistemas climáticos possuem características definidas, se diferen-
ciando de outros climas pela variação de seus elementos constituintes. Os 
principais elementos do clima são: a pressão atmosférica, a radiação solar, 
a umidade do ar e a temperatura. Esses elementos são condicionados pelos 
fatores do clima.
Devido a sua influência sobre determinados aspectos, alguns elemen-
tos do clima podem agir sobre outros. É o caso da radiação solar, por 
exemplo, que, ao quantificar a disponibilidade de energia solar na superfí-
cie da Terra, condiciona a temperatura e a pressão do ar. (Steinke, 2012).
3.1.1 Pressão atmosférica
Por mais que não possamos enxergar os elementos que constituem 
a atmosfera terrestre, é importante considerar que ela possui peso e subs-
tância. Há uma pressão exercida sobre a superfície pela massa de ar que 
envolve o planeta, resultado do peso da coluna de ar por unidade de área 
(STEINKE, 2012). De acordo com Steinke (2012), a
pressão atmosférica na superfície é cerca de 100 mil N por metro 
quadrado. A unidade de força newton (N) corresponde a uma 
massa de ar de 10 mil quilogramas submetida à aceleração da gra-
vidade terrestre (~10 m/s2). Por sua vez, 1N/m2 é a unidade de pres-
são denominada pascal (Pa). Os climatologistas costumam usar, 
tradicionalmente, a unidade “milibar” (mb), que corresponde a 100 
Pa (1 mb = 100 Pa). Portanto, a pressão na superfície será 100.000 
Pa ou 1.000 mb.
A pressão atmosférica é maior na superfície, em razão de a coluna de 
ar ser mais alta a partir do nível médio do mar. Quanto mais se sobe, mais 
o peso e a coluna de ar diminui, reduzindo a pressão, ou seja, quanto maior 
a altitude de determinado local, mais reduzida é a pressão apresentada.
– 53 –
Fatores e Elementos Climáticos 
A cidade de La Paz, na Bolívia, está situada a 3.600 metros de altitude 
e apresenta uma pressão atmosférica equivalente a 620 milibars. Nessa 
localidade, o ar é rarefeito e a quantidade de oxigênio e outros gases é 
menor. Pela alti-
tude, a pres-
são atmosférica 
é menor e em 
consequência a 
temperatura de 
ebulição da água 
também, nessa 
cidade, a água 
ferve em 90°C, 
enquanto ao nível 
do mar a tempe-
ratura de ebuli-
ção é de 100°C. 
( S T E I N K E , 
2012). A pres-
são atmosfé-
rica, além de ser 
d e t e r m i n a n t e 
para a tempera-
tura de transição 
da água, também 
condiciona os 
ventos ou o des-
locamento hori-
zontal do ar.
A varia-
ção da pressão 
atmosférica na 
superfície deriva 
da função da 
temperatura e 
umidade. Quando há aquecimento do ar, ele se expande e a pressão sobre 
Figura 3.1 – Carta sinótica de superfície do dia 12 de fev. de 2010, 
12:00 UTC – Horário Universal – (9 horas no Brasil)
Fonte: Marinha do Brasil. Serviço Meteorológico Marinho. In 
Steinke (2012).
Fundamentos de climatologia e cartografia sistemática e temática
– 54 –
ele diminui. Nas localidades de ar mais quente são conhecidas como áreas 
de baixa pressão, enquanto as com ar mais frio são as áreas de alta pres-
são. A baixa pressão apresenta ar quente e leve, enquanto a alta pressão 
compõe o ar frio e pesado. Na região polar da Terra, a pouca energia solar 
absorvida gera uma área de alta pressão.
As isóbaras (linhas que unem pontos de mesma pressão) são utiliza-
das para representar em uma carta de pressão a distribuição espacial da 
pressão atmosférica. Nestas são expostas áreas de alta e baixa pressão, 
identificadas nas cartas sinóticas pelas letras “A” e “B”, respectivamente.
Compreender o que é e como funciona a pressão atmosférica interessa 
para podermos entender a movimentação do ar no planeta. A umidade e os 
movimentos de subida e descida são relevantes para a compreensão dos 
campos de pressão na superfície.
3.1.2 Radiação solar
O Sol é o único fornecedor de energia para a atmosfera terrestre. 
Isso ocorre porque as outras estrelas irradiadoras de energia localizam-se 
a uma distância em que seus raios não podem atingir a Terra. A radiação 
solar é de extrema importância para todos os organismos vivos do planeta 
e para a dinâmica dos ecossistemas, para compreender a sua função na 
caracterização dos climas há três pontos relevantes:
 2 a natureza da energia irradiada pelo Sol − a radiação solar é 
compreendida como a difusão de energia sob a forma de ondas 
eletromagnéticas que se propagam pelo vácuo na velocidade da 
luz, que corresponde a 300.000 km/s. A energia eletromagnética 
é composta por um elemento magnético e outro elétrico, se pro-
paga através de ondas em substâncias que não se configuram na 
temperatura de zero absoluto.
 2 o efeito da radiação para o sistema superfície-atmosfera − a 
latitude, que podemos considerar como a esfericidade da Terra, é 
um dos fatores que influenciam na distribuição da radiação solar 
na atmosfera, assim como os períodos do ano e do dia. Como o 
eixo da Terra possui uma inclinação em relação ao plano sob o 
– 55 –
Fatores e Elementos Climáticos 
qual se movimenta, a intensidade da radiação solar depende da 
altura do sol. A altura do sol corresponde ao ângulo que é for-
mado entre o raio solar incidente e a superfície horizontal