Meteorologia Básica

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Meteorologia 
Básica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alexandre A. Costa, Ph.D.
Meteorologia Básica Prof. Alexandre A. Costa, Ph.D. 
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Introdução à Meteorologia 
 
1. Introdução.................................................................................................................02 
 
 
2. A Circulação Geral e Local da Atmosfera................................................................03 
a. Modelo da Circulação Geral.........................................................................03 
b. Influência dos Oceanos no Clima.................................................................06 
c. Circulações locais: Brisa Ar-Mar e Brisa Vele-Montanha...........................10 
 
 
3. Os Sistemas Meteorológicos Atuantes no Nordeste.................................................13 
a. Pré-Estação: Vórtices, Instabilidades associadas a Frentes Frias.................13 
b. Estação Chuvosa: a Zona de Convergência Inter-Tropical...........................15 
c. Pós-Estação: Os Sistemas de Leste...............................................................17 
d. Sistemas de Mesoescala................................................................................18 
 
 
4. Condições Meteorológicas e Queimadas..................................................................19 
a. A Estação Seca.............................................................................................19 
b. Risco de Incêndio: O Índice de Angstrom....................................................21 
c. Outros índices de risco de incêndio..............................................................23 
 
5. Mudanças Climáticas e Impactos..............................................................................26 
a. A Física do Efeito Estufa..............................................................................26 
b. Os Estudos do IPCC......................................................................................27 
c. Possíveis Impactos no Nordeste Brasileiro...................................................32 
 
 
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1. Introdução 
 
 
 
A meteorologia é definida como a ciência que estuda os fenômenos que ocorrem na 
atmosfera, e está relacionada ao estado físico, dinâmico e químico da atmosfera, as 
interações entre elas e a superfície terrestre subjacente. 
 
A Meteorologia básica, como o próprio nome sugere, nos fornece uma visão mais simples 
dos fenômenos atmosféricos que ocorrem em nosso dia a dia. Baseados em observações, os 
elementos meteorológicos mais importantes do ar, a velocidade e direção do vento, tipo e 
quantidade de nuvens, podemos ter uma boa noção de como o tempo está se comportando 
num determinado instante e lugar. 
 
As leis físicas aplicadas à atmosfera podem explicar o "estado" dela. Mas o estado ou o 
tempo é o resultado, desses elementos e outros mais com a influência dos fatores 
astronômicos e fatores geográficos, podem estar distribuídos em um número infinito de 
padrões no espaço e no tempo e em constante modificação. 
 
A meteorologia engloba tanto tempo como clima, enquanto os elementos da meteorologia 
devem necessariamente estar incorporados na climatologia para torná-la significativa e 
científica. O tempo e o clima podem, juntos, ser considerados como conseqüência e 
demonstração da ação dos processos complexos na atmosfera, nos oceanos e na Terra. 
 
A Meteorologia no seu sentido mais amplo, é uma ciência extremamente vasta e complexa, 
pois a atmosfera é muito extensa, variável e sede de um grande número de fenômenos. 
 
Neste curso, não nos propomos a nenhum estudo aprofundado dessa ciência, mas queremos 
apresentar uma visão geral dos principais fenômenos meteorológicos que ocorrem no 
Nordeste Brasileiro. Essas informações incluem aspectos gerais, com reflexos e impactos 
em áreas diversas das atividades humanas (recursos hídricos, agricultura, turismo, energia 
etc.) e aspectos específicos, visando uma maior compreensão do vínculo entre as condições 
de tempo e clima e o árduo trabalho de combate às queimadas e incêndios. 
 
O material se divide em quatro capítulos, além desta breve introdução, abordando aspectos 
da circulação atmosférica em grande e pequena escala, descrevendo os sistemas causadores 
de chuva no Nordeste, mostrando as mudanças nas variáveis atmosféricas na estação seca e 
como isso se reflete no risco de incêndio e, finalmente, apresentando noções sobre 
mudanças climáticas, discutindo seus possíveis impactos em nossa região. 
 
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2. A Circulação Geral e Local da Atmosfera 
 
 
Modelo da Circulação Geral 
 
O termo “circulação geral” se refere aos movimentos do ar na escala do planeta inteiro, ou 
seja, à constante presença de ventos na atmosfera da Terra. O motor que propulsiona essa 
máquina em contínuo funcionamento é a energia proveniente do Sol e que é recebida em 
maior quantidade no Equador do que nos pólos (Figura 1). 
 
 
Figura 1 
 
 
fonte: http://www.eb23-gois.rcts.pt/estmeteo 
 
 
O papel da chamada circulação geral atmosférica é precisamente o de compensar parte 
desse desequilíbriom transportando calor das regiões equatoriais, mais quentes para as 
regiões polares, mais frias. 
 
A primeira idéia que se tinha, portanto, da circulação geral, era a de uma corrente 
circulante, com o ar quente subindo na altura do Equador, viajando por cima e resfriando, 
descendo nos pólos. A partir daí, o ciclo se fecharia, com o ar frio dos pólos seguindo em 
baixas altitudes rumo ao Equador. Era o chamado “modelo de uma célula”, indicado na 
Figura 2. 
 
 
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Figura 2 
 
 
adaptada de http://apollo.lsc.vsc.edu/ 
 
O que ocorre na realidade, porém, é que a Terra apresenta um movimento de rotação 
significativo e, graças a essa rotação, as correntes de ar são desviadas. Esse efeito, que faz 
com que os ventos girem à direita no Hemisfério Norte e à esquerda no Hemisfério Sul é o 
chamado efeito de Coriolis. Com isso, o modelo idealizado que mais se aproxima da 
circulação geral de fato observada é um modelo de três células, como na Figura 3. 
 
Figura 3 
 
 
fonte: http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap8/cap8-1.html 
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No modelo de 3 células, o ar que ascende na zona equatorial se dirige aos pólos mas, em 
virtude da rotação da Terra, vai se desviando para a direita no HN e para a esquerda no HS 
e não consegue atingir os pólos, descendo sobre os subtrópicos. Esse ar tem de prosseguir 
em baixos níveis, com novo movimento ascendente em latitudes médias para finalmente 
descer sobre os pólos, onde inicia o trajeto inverso. Nesse percurso, ele desenha três 
circunvoluções em cada hemisfério terrestre: a célula de Hadley, a célula de Ferrel e a 
célula polar. 
 
Particularmente no retorno do fluido atmosférico ao equador, ao se desviar para a direita no 
HN e para a esquerda no HS, se formam os chamados ventos alísios de nordeste e de 
sudeste, que transportam umidade e convergem, formando uma região com muitas nuvens e 
chuva: a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). 
 
Na prática, a circulação geral na Terra não é tão bem comportada assim. Ela é perturbada 
pela presença de continentes e oceanos e pela inclinação do eixo da Terra, que introduz as 
estações, como esquematizado na Figura 4. 
 
Figura 4 
 
 
fonte: http://www.geografiaparatodos.com.br/ 
 
Essa mudança periódica nos padrões de iluminação dos dois hemisférios produz um ciclo 
anual. Como veremos no capítulo seguinte, no Nordeste, esse ciclo se reflete na migração, 
para o Norte e para o Sul, da ZCIT, como na Figura 5 (perceba, nessa figura, que a 
amplitude do movimento da ZCIT é bem maior sobre os continentes do que sobre os 
oceanos... será que você poderia explicar?). 
 
 
 
 
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Figura 5 
 
 
fonte: http://www.ideam.gov.coInfluência dos Oceanos no Clima 
 
Nosso planeta é recoberto por três quartos de oceanos e somente um quarto de continentes. 
Além disso, como a água é uma substância de elevado calor específico, os oceanos 
terminam sendo gigantescos reservatórios de calor, que regulam o clima. De fato, os 
oceanos exercem um papel fundamental ao determinar o comportamento médio da 
atmosfera. 
 
O exemplo mais claro dessa interação entre oceano e atmosfera é o chamado fenômeno El 
Niño – Oscilação Sul (ENOS). 
 
O "El Niño" consiste no aquecimento acima do normal das águas oceânicas no setor centro-
leste do Oceano Pacífico Tropical, desde a costa da América do Sul (próximo ao Peru e 
Equador) até aproximadamente a Linha da Data Internacional (longitude de 180 graus). 
Este aquecimento anormal, em geral, observa-se no mês de dezembro, ou seja, próximo do 
Natal (daí surgiu o nome de El Niño - o menino Jesus - dado pelos pescadores peruanos 
devido a época de ocorrência desse fenômeno). 
 
A Oscilação Sul (OS) caracteriza-se por uma "gangorra barométrica" de grande escala 
observada sobre a Bacia do Pacífico Tropical. 
 
Grandes secas na Índia, no Nordeste do Brasil, na Austrália, Indonésia e África são 
decorrentes do fenômeno, assim como algumas enchentes no Sul e Sudeste do Brasil, no 
Peru, Equador e no meio oeste dos Estados Unidos. Em algumas áreas, observam-se 
temperaturas mais elevadas que o normal (como é o caso das regiões central e sudeste do 
Brasil, durante sua estação de inverno), enquanto em outras ocorrem frio e neve em 
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excesso. Portanto, as anomalias clim ticas associadas ao fenômeno El Niño são desastrosas 
e provocam sérios prejuízos sócio-econômicos e ambientais. 
 
O El Niño ocorrido em 1982-83, o mais forte deste século, deixou um saldo (baseado só em 
dados que se têm registro) de mais de 30 mil desabrigados, 2.000 mortes pela fome ou 
enchentes, mais um prejuízo econômico que ultrapassa US$ 8 bilhões. 
 
Existem ainda algumas evidências de que o El Niño modifica a circulação das águas frias 
do fundo do Oceano Pacífico, fazendo com que diminua a quantidade de nutrientes que 
naturalmente existe em abundância nas proximidades do Peru e Equador. Em decorrência 
deste fato, há quebra na produção pesqueira daqueles países e uma interferência na fauna 
das Ilhas Galápagos. Alguns cientistas já relacionaram, inclusive a influência do El Niño no 
favorecimento da propagação de epidemias ou surtos de algumas doenças como o cólera, a 
dengue, a malária, etc. 
 
O fenômeno El Niño é cíclico, mas não possui um período regular, reaparecendo no 
intervalo de 3 a 5 anos. Segundo alguns trabalhos baseados em análises de produção 
pesqueira e de dejetos de pássaros das Ilhas Galápagos, pôde-se inferir a ocorrência do 
fenômeno (pelo menos) há 500 anos. 
 
Os mecanismos físicos envolvidos no acoplamento oceano-atmosfera sobre a região 
tropical ainda não são muito bem entendidos. O que se tem como consenso por parte da 
comunidade científica é que os padrões anormais observados no campo das anomalias de 
temperatura da superfície do mar (TSM) surgem da dinâmica interna do próprio oceano. E 
também são forçados pelos processos dinâmicos e termodinâmicos que ocorrem na 
atmosfera que por sua vez, agem mecanicamente sobre os oceanos tropicais redistribuindo 
as anomalias de TSM que, por conseguinte, através dos fluxos de calor (evaporação, 
processos convectivos, formação de nuvens, etc.) forçam, simultaneamente, a atmosfera e 
provocam mudanças no campo de vento em baixos níveis. Este mecanismo de 
realimentação "feedback", sob certas condições, produzem instabilidades no sistema 
acoplado. O fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENOS) é um exemplo da manifestação dessa 
instabilidade. 
 
Portanto, o ENOS pode ser definido como um fenômeno de escala global associado a um 
forte acoplamento oceano-atmosfera que se manifesta sobre o Oceano Pacífico Tropical, no 
qual consiste de uma componente oceânica, o El Niño, e uma componente atmosférica, a 
Oscilação Sul. 
 
Sob condições normais observa-se o ramo ascendente da Célula de Walker (favorável `a 
formação de nuvens convectivas profundas) sobre o Pacífico oeste e Austrália onde tem-se 
águas quentes e pressões baixas. Por outro lado, sobre a região do Pacífico leste, próximo 
do Peru e Equador, onde verifica-se a presença de águas frias (devido a ressurgência - 
afloramento na superfície das á guas oceânicas advindas do fundo do Oceano Pacífico) e 
pressões altas, manifesta-se o ramo subsidente da Célula de Walker (que inibe a formação 
de nuvens). Isto é mostrado na Figura 6. 
 
 
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Figura 6 
 
 
fonte: http://www.funceme.br/DEMET 
 
 
Durante a ocorrência do fenômeno El Niño as interações oceano-atmosfera de grande 
escala que se processam na Bacia do Pacífico Tropical, provocam modificações na 
circulação geral da atmosfera, isto é na Célula de Walker e, consequentemente, 
desencadeiam adversidades climáticas (secas, enchentes, temperaturas altas, etc.) em 
diversas regiões continentais ao redor do globo. As principais características oceânicas e 
atmosféricas associadas ao El Niño são: Sobre o Pacífico leste (principalmente na costa do 
Peru e Equador), onde há normalmente águas frias, aparecem águas mais quentes do que o 
normal; Os ventos Alísios diminuem sensivelmente a sua intensidade; As pressões no 
Pacífico leste ficam abaixo do normal, enquanto que no Pacífico oeste as pressões ficam 
acima do normal; A presença de águas quentes e convergência de umidade favorecem `a 
formação de nuvens convectivas profundas sobre o Pacífico centro-leste; A circulação 
atmosférica (Célula de Walker) modifica-se totalmente (compare a figura abaixo com as 
condições normais na figura ilustrada anteriormente): Sobre o Pacífico oeste (Austrália e 
Indonésia) onde havia o ramo de ar ascendente (ar subindo), durante o El Niño passa a 
apresentar o ramo de ar descendente (ar descendo) que inibe a formação de nuvens. Sobre o 
Pacífico leste (Peru e Equador) onde havia o ramo de ar descendente (ar descendo), durante 
o El Niño passa a apresentar o ramo de ar ascendente (ar subindo) que é favorável `a 
formação de nuvens. Sobre a Bacia do Atlântico Equatorial, incluindo o leste da Amazônia 
e Semi-Árido Nordestino aparece a prediminância de um ramo de ar descendente (ar 
descendo) que inibe a formação de nuvens. Daí tem-se a explicação física do porque o 
fenômeno El Niño está associado com chuvas abaixo do normal, principalmente no norte 
do Semi-Árido Nordestino (que inclue o Estado do Ceará). Essa situação anômala é 
mostrada na Figura 7. 
 
 
 
 
 
 
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Figura 7 
 
fonte: http://www.funceme.br/DEMET 
 
 
O Oceano Atlântico possui uma extensão bem menor e, por isso, sua variabilidade não 
acarreta impactos globais tão relevantes quanto o Pacífico. No entanto, os reflexos locais 
sobre o Nordeste de modificações no campo de TSM do Atlântico são bastante 
significativas, como mostrado na Figura 8.. 
 
 
Figura 8 
 
 
fonte: http://www.master.iag.usp.b 
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Na Figura 8, é mostrada a relação entre a distribuição geral de TSM do Atlântico Tropical e 
o posicionamento da ZCIT. No capítulo seguinte, discutiremos a influência direta dessa 
distribuição de TSM sobre as precipitações no Nordeste. 
 
 
 
 
Circulações locais: Brisa Ar-Mar e Brisa Vele-Montanha 
 
O aquecimento diferenciado da superfície da Terra pelo Sol causa diferenças de pressão. 
Estas diferenças levam ao movimento do ar. Este movimento do ar verifica-se a diferentes 
escalas; à escala global (circulação global), à escala média (mesoescala) e à escala local 
(brisas ar-mar e ventos de montanha). 
 
Como sabemos, a água tem uma maior capacidade térmica que o solo, isto é, a água aquece 
muito mais lentamente que o solo mas pode manter a sua temperatura durante muitomais 
tempo. Durante o dia, junto a grandes corpos de água, o solo e água verificam uma 
diferença de temperatura, essencialmente devido às suas diferentes capacidades térmicas. 
Tal como já sabemos, o Sol aquece diferentemente diferentes partes da Terra o que causa 
diferenças de pressão. Da mesma forma, num dia quente, junto à costa, este aquecimento 
diferenciado da água e do solo conduz à criação de ventos locais denominados de brisa 
marítima. 
 
Assim, uma brisa marítima desenvolve-se, num dia de Sol, quando a temperatura do solo é 
mais elevada que a da superfície do mar (Figura 9). À medida que o solo aquece, o ar na 
sua vizinhança expande-se, torna-se menos denso e começa a subir. Para substituir este ar 
em movimento ascendente surge o ar, inicialmente sobre a superfície do mar, a temperatura 
mais baixa. 
 
 
Figura 9 
 
 
fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals 
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Em contraste, durante a noite, a água não se resfria tanto como o solo e a circulação se 
inverte, verificando-se o deslocamento do ar à superfície sobre o solo para o mar; esta 
circulação denomina-se de brisa terrestre ou continental (Figura 10). 
 
Figura 10 
 
 
fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals 
 
Nas regiões montanhosas, também se verificam sistemas de vento particulares. As encostas 
mais inclinadas e as partes mais estreitas dos vales são aquecidas pelo Sol de forma mais 
intensa que as vastas superfícies dos vales ou os picos. Estas condições conduzem a bisas 
de vale durante o dia e brisas de montanha durante a noite. O que são estas brisas? 
 
O ar, na vizinhança das encostas das montanhas, fica a temperatura mais elevada e eleva-se 
durante o dia; o ar ascendente é substituído pelo ar que se encontra nos vales. Assim, 
durante o dia o ar sobe a encosta. Este processo é responsável pela formação de nuvens e 
ocorrência de precipitação sobre as montanhas ao fim da tarde! Isso é mostrado na Figura 
11. 
 
Figura 11 
 
 
fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals 
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Durante a noite, por sua vez, as encostas das montanhas se resfriam. Este ar frio desce a 
montanha por ação da gravidade. Assim, ao amanhecer, o ar mais frio pode ser encontrado 
no vale. Se o ar contiver umidade suficiente, pode formar-se nevoeiro no vale (Figura 12). 
 
 
Figura 12 
 
 
fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals 
 
 
Costuma-se denominar de vento catabático o vento produzido em região montanhosa à 
noite, pela inversão do gradiente de pressão, fazendo com que este ar frio, mais denso, se 
desloque vertente abaixo em direção as depressões e vales. Por sua vez, chama-se vento 
anabático o vento que se movimenta em direção à parte superior de uma elevação, como 
resultado de um aquecimento superficial local e independente dos feitos da circulação em 
larga escala (oposto ao vento catabático). 
 
 
 
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3. Os Sistemas Meteorológicos Atuantes no Nordeste 
 
 
Neste capítulo, apresentaremos os principais sistemas causadores de precipitação no setor 
norte do Nordeste Brasileiro. Nesse setor, onde se encontra o estado do Ceará, a estação 
chuvosa é definida em função dos meses de maior precipitação (Fevereiro a Maio, com 
ênfase em Março e Abril). A partir dessa definição, também delimitamos as chamadas pré-
estação (Dezembro e Janeiro) e a pós-estação (Junho e Julho). Em cada uma dessas etapas, 
sistemas meteorológicos característicos atuam. 
 
 
Pré-Estação: Vórtices, Instabilidades associadas a Frentes Frias 
 
Os Vórtices Ciclônicos de Ar Superior - VCAS que atingem a região Nordeste do Brasil, 
formam-se no Oceano Atlântico entre os meses de outubro e março e sua trajetória 
normalmente é de leste para oeste, com maior freqüência entre os meses de janeiro e 
fevereiro. 
 
O esquema dos ventos e da nebulosidade dos VCAS é mostrado na Figura 13. 
 
Figura 13 
 
fonte: Kousky e Gan, 1980 
 
 
Os VCAS formam um conjunto de nuvens que, observado pelas imagens de satélite, têm a 
forma aproximada de um círculo girando no sentido horário. Na sua periferia há formação 
de nuvens causadoras de chuva e no centro há movimentos de ar de cima para baixo 
(subsidência), aumentando a pressão e inibindo a formação de nuvens. Imagens de satélite 
de VCAS são mostradas na Figura 14. 
 
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 14
Figura 14 
 
 
 
fonte: http://www.funceme.br/DEMET 
 
Um outro importante mecanismo causador de chuvas no Nordeste do Brasil na pré-estação 
do setor norte está ligado à penetração de Frentes Frias até as latitudes tropicais entre os 
meses de novembro e janeiro. 
 
As frentes frias são bandas de nuvens organizadas que se formam na região de confluência 
entre uma massa de ar frio (mais densa) com uma massa de ar quente (menos densa). A 
massa de ar frio penetra por baixo da quente, como uma cunha, e faz com que o ar quente e 
úmido suba, forme as nuvens e consequentemente as chuvas, como na Figura 15. 
 
 
Figura 15 
 
 
fonte: http://br.geocities.com/saladefisica5 
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 15
A Figura 16, por sua vez, mostra o exemplo de uma imagem de satélite de uma frente fria 
passando pelo Paraná e Santa Catarina. 
 
Figura 16 
 
 
fonte: http://www.rainhadapaz.g12.br/projetos/geografia 
 
 
Estação Chuvosa: a Zona de Convergência Intertropical 
 
A Zona de Convergência Intertropical - ZCIT é o sistema meteorológico mais importante 
na determinação de quão abundantes ou deficientes serão as chuvas no setor norte do 
Nordeste do Brasil. Normalmente a ZCIT migra sazonalmente de sua posição mais ao 
norte, aproximadamente 12ºN, em agosto-setembro para posições mais ao sul e 
aproximadamente 4oS, em março-abril. 
 
A ZCIT é uma banda de nuvens que circunda a faixa equatorial do globo terrestre (Figura 
17), formada principalmente pela confluência dos ventos alísios do hemisfério norte com os 
ventos alísios do hemisfério sul. De maneira simplista, pode-se dizer, que a convergência 
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dos ventos faz com que o ar, quente e úmido ascenda, carregando umidade do oceano para 
os altos níveis da atmosfera ocorrendo a formação das nuvens. 
 
Figura 17 
 
 
fonte: http://www.funceme.br/DEMET 
 
 
A Figura 18 mostra a presença da ZCIT próxima ao Nordeste, com maior detalhe. 
 
 
Figura 18 
 
 
fonte: http://www.funceme.br/DEMET 
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 17
 
A ZCIT é mais significativa sobre os Oceanos e por isso, a Temperatura da Superfície do 
Mar-TSM é um dos fatores determinantes na sua posição e intensidade, sendo que a ZCIT 
se forma predominantemente sobre águas mais quentes. Assim, no caso da ZCIT sobre o 
Atlântico, quando o setor norte da bacia está mais aquecido do que o normal e o setor sul 
está mais frio do que o normal, as nuvens tendem a se formar mais ao norte, induzindo um 
ano seco no norte do Nordeste. Do contrário, se o setor norte da bacia do Atlântico se 
encontrar mais frio do que o normal e o setor sul estivermais quente do que o normal, a 
tendência é um deslocamento ao sul da ZCIT, favorecendo a ocorrência de um ano chuvoso 
na região. 
 
A qualidade da estação chuvosa também é fortemente influenciada pela configuração da 
TSM no Pacífico, sendo que eventos de El Niño forte geralmente estão ligados a anos com 
chuvas abaixo da média histórica. 
 
 
Pós-Estação: Os Sistemas de Leste 
 
Os sistemas de leste são ondas que se formam no campo de pressão atmosférica, na faixa 
tropical do globo terrestre, na área de influência dos ventos alísios, e se deslocam de oeste 
para leste, ou seja, desde a costa da África até o litoral leste do Brasil. 
 
O Estado do Ceará também pode receber chuvas nos meses de junho, julho e agosto, que 
são influenciadas por esse sistema atmosférico denominado Ondas de Leste (Figura19). 
Este sistema provoca chuvas principalmente na Zona da Mata que se estende desde o 
Recôncavo Baiano até o litoral do Rio Grande do Norte. Quando as condições oceânicas e 
atmosféricas estão favoráveis as Ondas de Leste também provocam chuvas no Estado do 
Ceará, principalmente na parte centro-norte do Estado. 
 
Figura 19 
 
 
fonte: http://www.funceme.br/DEMET 
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 18
Sistemas de Mesoescala 
 
Quando usamos o termo mesoescala, nos referimos a uma escala intermediária entre 
aquelas dos sistemas de grande escala como a ZCIT e os VCAS e a escala de nuvens 
individuais. 
 
Geralmente, sistemas de mesoescala são aglomerados de nuvens com maior ou menor grau 
de organização e que podem se formar associados ou não a sistemas de escala maior (por 
exemplo, muitas vezes é possível identificar sistemas de mesoescala embebidos no interior 
da ZCIT). 
 
Uma característica importante dos sistemas de mesoescala é que eles comumente sofrem 
influência da circulação local, como o sistema de brisa marítima e terrestre e a presença de 
topografia acentuada. 
 
Dois tipos de organização dos sistemas de mesoescala são geralmente identificados: em 
linha e “em cluster”, isto é, em aglomerado, sem disposição linear. 
 
Exemplos de uma linha de instabilidade, que é o nome dado a um sistema de mesoescala 
organizado em linha e de um complexo convectivo de mesoescala são mostrados na figuras 
20 (esquerda e direita, respectivamente). 
 
Figura 20 
 
 
 
fonte: http://www.funceme.br/DEMET 
 
 
 
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4. Condições Meteorológicas e Queimadas 
 
 
A Estação Seca 
 
A estação seca geralmente não recebe tanta atenção, uma vez que a maioria dos problemas 
ligados ao clima no Nordeste estão relacionados à escassez de água e, portanto, é da 
qualidade da estação chuvosa (e, em menor grau, da pré e pós-estação) que depende grande 
parte das decisões a tomar referentes a recursos hídricos e agricultura. 
 
A Figura 21 nos ajuda a delimitar a estação seca, como sendo o período compreendido 
entre Agosto e Novembro. Ela mostra a média das chuvas mensais, em mm, para Fortaleza, 
de acordo com o Instituto Nacional de Meteorologia – INMET. 
 
 
Figura 21 
 
 
 
fonte: http://www.inmet.gov.br 
 
 
Nesse período, as precipitações climatológicas se aproximam de zero. É o resultado do 
posicionamento mais ao norte da ZCIT e da presença da alta pressão do Atlântico Sul, 
caracterizada por movimento de subsidência (isto é, de cima para baixo), que inibe a 
formação de nuvens e provoca uma redução significativa na umidade. Os ventos também se 
tornam mais intensos e a ausência ou quase ausência de nuvens favorece o aquecimento 
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 20
diurno. As figuras 22 a 24 mostram a umidade relativa, a cobertura de nuvens e a 
temperatura máxima absoluta ao longo do ano, para Fortaleza, evidenciando esses aspectos. 
 
 
 
Figura 22 
 
 
 
fonte: http://www.inmet.gov.br 
 
Figura 23 
 
 
 
fonte: http://www.inmet.gov.br 
 
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 21
 
Figura 23 
 
 
 
fonte: http://www.inmet.gov.br 
 
 
Nesse período de agosto a novembro, a ausência de precipitação, as elevadas temperaturas 
durante o dia e a umidade reduzida, juntamente com ventos mais intensos, concorrem para 
aumentar o risco de incêndio. 
 
 
 
Risco de Incêndio: O Índice de Angstrom 
 
Há diversas maneiras de se estimar o risco de incêndio. Um dos mais simples é o cálculo do 
Índice de Angstrom, que leva em conta somente os parâmetros de umidade e temperatura. 
Este índice é dado por: 
 
A = 0,05H – 0,1(T – 27) 
 
sendo: 
 
A = índice de Angstron 
H = umidade relativa do ar em % 
T = temperatura do ar em °C 
 
Sempre que o valor de "B" for menor do que 2,5 haverá risco de incêndio, isto é, as 
condições atmosféricas do dia estarão favoráveis à ocorrência de incêndios. 
 
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 22
Uma das vantagens desse índice é a sua simplicidade, permitindo que o mesmo seja 
facilmente calculado a partir de observações meteorológicas e de previsões de modelos 
numéricos. 
 
Exemplos de previsão recentes desse índice são mostrados nas figuras 24 e 25, 
respectivamente para o Nordeste e parte do Brasil central e para o Ceará. 
 
 
Figura 24 
 
fonte: FUNCEME 
 
 
 
 
 
 
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 23
Figura 24 
 
fonte: FUNCEME 
 
 
Tais previsões mostravam um risco de incêndio significativo sobre o Ceará, especialmente 
no sul do Estado (Inhamuns e Cariri), com valores em torno de zero. Evidentemente, 
considerando-se a região ampliada, as condições do Brasil Central, com índice de 
Angstrom negativos, são mais críticas. 
 
 
Risco de Incêndio: Outros Índices 
 
Há outros índices que também podem ser usados para estimar o risco de incêndio, alguns 
deles levando em conta o efeito cumulativo de diversos dias secos em seqüência (o que não 
é o caso do índice de Angstrom). 
 
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 24
Um exemplo de um índice cumulativo é o índice de Nesterov, dado por 
 
N = Σ (T-D).T 
 
sendo: 
 
N = índice de Nesterov 
T = temperatura do ar em °C 
D = temperatura do ponto de orvalho em °C 
 
A soma é feita desde a última chuva inferior a 3 mm e, a depender do valor de N, o risco é 
classificado como na tabela abaixo: 
 
 
Valor de N Risco 
De 0 a 300 Mínimo 
De 301 a 1000 Moderado 
De 1001 a 4000 Alto 
Acima de 4000 Extremo 
 
 
Dentre as diversas utilidades e aplicações dos índices de perigo de incêndios, pode-se 
destacar: 
 
a) Conhecimento do grau de perigo 
 
Os índices permitem, diariametne, um conhecimento do grau de perigo a que está sujeita a 
área florestal, ao estimar a probabilidade de ocorrência de incêndios, desde que exista uma 
fagulha para iniciar a combustão. 
 
b) Planejamento do controle de incêndios 
 
A medida que os valores dos índices aumentam, devem ser intensificadas as medidas 
preventivas de pré-supressão ao fogo. Porém quando os índices indicam que não exsite 
perigo ou que ele é pequno, as medidas de prevenção e prontidão podem ser atenuadas, 
reduzindo os custos das operações de controle. 
 
c) Permissão para queimas controladas 
 
De acordo com o código florestal, as queimas controladas só podem ser feitas mediante 
autorização do poder público. O índice de perigo de incêndio deve ser um dos fatores 
fundametnais para a concessão de permissão para queima. Quando o perigo é alto ou muito 
alto, não devem ser permitidas as queimas, pois o fogo pode escapar e transformar as 
queimas controladas em incêndios incontroláveis. 
 
 
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 25
d) Estabelecimento de zonas de perigo 
 
O acompanhamento dos índices, durante certo tempo, em grandes regiões, permite 
estabelecer as zonas potencialmetne mais perigosas ou propícias a ocorrência de incêndios. 
Considerando que o limite da validade e segurança dos índices e de 40 Km de raio em torno 
da estação meteorológica que fornece os dados. Portanto, em um Estado como o Paraná 
deves-e esperar diferenças significativas, entre o grau de perigo das suas diversas regiões. 
 
e) Previsão do comportamento do fogo 
 
Os índices que estimam também a propagação e o potencial de danos, fornecem uma boa 
idéia do comportamento do fogo, caso ocorra um incêndio. Mesmo os índices de 
ocorrência, emborca mais limitados, podem também dar uma indicação do que se deve 
esperar em termos de comportametno do fogo, que será certamente distinto se o incêndio 
ocorrer em um dia de perigo médio ou muito alto, por exemplo. 
 
f) Advertência pública do grau de perigo 
 
A divulgação dos valores dos índices, através dos meios de comunicação disponíveis, é 
importante para que as pessoas que trabalham na floresta ou a usam como recreação, 
tenham conhecimento do grau de perigo de incêndio. Este conhecimento, acompanhado de 
outros esclarecimentos, ajudaa formar na população uma maior conscientização para os 
problemas que os incêndios podem causar às florestas. 
 
 
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 26
5. Mudanças Climáticas e Impactos 
 
 
A Física do Efeito Estufa 
 
A temperatura média da Terra gira em torno de 15º C. Isso ocorre porque existem 
naturalmente gases, como o dióxido de carbono, o metano e o vapor d’água em nossa 
atmosfera que formam uma camada que aprisiona parte do calor do Sol. Se não fossem 
esses gases, a Terra seria um ambiente gelado, com temperatura média de -17º C. Esse 
fenômeno é chamado de efeito estufa. Não fosse por ele, a vida na Terra não teria tamanha 
diversidade. 
 
Numa estufa, como na figura 25, a luz do sol atravessa o vidro e, ao ser absorvida, aquece o 
chão. O chão emite radiação infravermelho, mas o vidro é opaco a esse tipo de radiação 
eletromagnética e aprisiona energia no interior da estufa. Na atmosfera, os gases de efeito 
estufa cumprem papel semelhante. 
 
Figura 25 
 
 
fonte: http://www.if.ufrgs.br 
 
Na atmosfera, os gases de efeito estufa cumprem papel semelhante. Num planeta em 
equilíbrio esses gases, ao reter calor, permitem que o planeta mantenha a temperatura que 
conhecemos. 
 
Meteorologia Básica Prof. Alexandre A. Costa, Ph.D. 
 27
Só que desde a revolução industrial, começamos a usar intensivamente o carbono estocado 
durante milhões de anos em forma de carvão mineral, petróleo e gás natural, para gerar 
energia, para as indústrias e para os veículos. As florestas, grandes depósitos de carbono, 
começaram a ser destruídas e queimadas cada vez mais rápido. Com isso, imensas 
quantidades de dióxido de carbono, metano e outros gases começaram a ser despejadas na 
atmosfera, tornando a camada que retém o calor mais espessa. Isso intensifica o efeito 
estufa. E nosso planeta, agora, já mostra sinais de febre. Por isso, o aquecimento do planeta 
é o maior desafio ambiental do século 21. 
 
Somente no último século, a temperatura da Terra aumentou em 0,7º C. Parece pouco, mas 
esse aquecimento já está alterando o clima em todo o planeta. As grandes massas de gelo 
começam a derreter, aumentando o nível médio do mar, ameaçando as ilhas oceânicas e as 
zonas costeiras. Furacões, tufões e ciclones ficam mais intensos e destrutivos. Temperaturas 
mínimas ficam mais altas, enxurradas e secas mais fortes e regiões com escassez de água, 
como o semi-árido, viram desertos. A vida na Terra fica ameaçada. 
 
Quando o aquecimento global foi detectado, alguns cientistas ainda acreditavam que o 
fenômeno poderia ser causado por eventos naturais, como a erupção de vulcões, aumento 
ou diminuição da atividade solar e movimento dos continentes. Porém, com o avanço da 
ciência, ficou provado que as atividades humanas são as principais responsáveis pelas 
mudanças climáticas que já vêm deixando vítimas por todo o planeta. Hoje há pouca 
margem para dúvidas. O homem é o principal responsável por este problema. E é ele que 
precisa encontrar soluções urgentes para evitar grandes catástrofes. 
 
 
 
Os Estudos do IPCC 
 
IPCC é uma sigla bastante em voga e representa, em inglês, a abreviação de Painel 
Intergovernamental para Mudanças Climáticas. Foi instituído pela ONU e é vinculado à 
Organização Meteorológica Mundial. Junto a ele, colaboram milhares de cientistas de todo 
o mundo, inclusive do Brasil. 
 
Ressalte-se que o termo mudança do clima usado pelo IPCC refere-se a qualquer mudança 
no clima ocorrida ao longo do tempo, devida à variabilidade natural ou decorrente da 
atividade humana. 
 
A primeira constatação relevante que o IPCC mostra no sumário de seu último relatório é a 
de que “as concentrações atmosféricas globais de dióxido de carbono, metano e óxido 
nitroso aumentaram bastante em conseqüência das atividades humanas desde 1750 e agora 
ultrapassam em muito os valores pré-industriais determinados com base em testemunhos de 
gelo de milhares de anos. Isso é mostrado na Figura 26. 
 
Nessa figura, o chamado “forçante” ou “forçamento” radiativo é uma medida da influência 
de um fator na alteração do equilíbrio da energia que entra e sai do sistema Terra-atmosfera 
e é um índice da importância do fator como possível mecanismo de mudança do clima. O 
Meteorologia Básica Prof. Alexandre A. Costa, Ph.D. 
 28
forçamento positivo tende a aquecer a superfície, enquanto o forçamento negativo tende a 
esfriá-la. 
 
 
Figura 26 
 
 
 
 
fonte: http://www.ipcc.ch 
Meteorologia Básica Prof. Alexandre A. Costa, Ph.D. 
 29
Para entendermos melhor quem contribui para o resfriamento e quem contribui para o 
aquecimento do planeta e em que quantidade, o IPCC elaborou o quadro mostrado na figura 
27. 
 
 
 
Fica claro que o dióxido de carbono é o gás de efeito estufa antrópico mais importante. A 
principal fonte de aumento da concentração atmosférica de dióxido de carbono desde o 
período pré-industrial se deve ao uso de combustíveis fósseis, com a mudança no uso da 
terra contribuindo com uma parcela significativa, porém menor. As emissões fósseis anuais 
de dióxido de carbono4 aumentaram de uma média de 23,5 [22,0 a 25,0] Gt CO2 por ano 
na década de 90 para 26,4 [25,3 a 27,5] Gt CO2 por ano no período de 2000 a 2005. 
 
A compreensão das influências antrópicas no aquecimento e esfriamento do clima 
melhorou, promovendo um nível muito alto de confiança de que o efeito líquido global das 
atividades humanas, em média, desde 1750 foi de aquecimento. 
 
Essas estimativas do forçante radiativo concordam com observações do sistema climático 
que mostram o aumento global da temperatura, o aumento do nível do mar e a redução das 
geleiras (Figura 28). 
 
 
 
 
Meteorologia Básica Prof. Alexandre A. Costa, Ph.D. 
 30
Figura 28 
 
 
 
fonte: http://www.ipcc.ch 
 
 
Todas essas evidências são reforçadas quando se percebe que os modelos atmosféricos 
usados nos estudos do IPCC só conseguem simular a evolução da temperatura nas últimas 
décadas introduzindo-se uma concentração crescente de dióxido de carbono e demais 
gases-estufa. Isso é mostrado na Figura 29. Nela, as linhas pretas são observações da 
temperatura nos continentes e no mundo todo. As faixas azuis correspondem aos valores de 
Meteorologia Básica Prof. Alexandre A. Costa, Ph.D. 
 31
temperatura previstos pelos modelos sem a introdução dos efeitos antrópicos. As faixas de 
cor magenta representam as previsões dos modelos quando esses efeitos são incluídos. É 
evidente que estas últimas concordam bem mais com as observações. 
 
Figura 29 
 
 
 
fonte: http://www.ipcc.ch 
 
 
 
Os cenários simulados pelo IPCC, a depender da quantidade de emissões de agora em 
diante, prevêem a continuidade desse aquecimento, em menor ou maior grau. O cenário 
mais otimista prevê um aquecimento médio global de 1,1 a 2,9 graus ao final do século 
XXI. O cenário mais pessimista tem uma previsão de um aquecimento de 2,4 a 5,4 graus. A 
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 32
evolução da temperatura nos vários cenários é mostrada na figura 30, que inclui um cenário 
não realista de concentrações constantes dos gases-estufa. 
 
 
Figura 30 
 
 
 
fonte: http://www.ipcc.ch 
 
 
 
Possíveis Impactos no Nordeste Brasileiro 
 
Bem mais difíceis de avaliar que os possíveis impactos globais das mudanças climáticas 
são os impactos regionais. Isso se deve por uma série de fatores, que vão desde a pouca 
representatividade das projeções para áreas pequenas até a resolução espacial relativamente 
baixas dos modelos atmosféricos usados (modelos globais com resolução típica da ordem 
de centena de quilômetros). 
 
Meteorologia Básica Prof. Alexandre A. Costa, Ph.D. 
 33
Como se isso não bastasse por si, as chuvas são cruciais no Nordeste e as incertezas quanto 
a mudanças nos padrões de precipitação são bem maiores do que aquelas relativas à 
temperatura. Enquanto no que diz respeito a esta última variável, o conjunto dos modelos 
do IPCC é unânime a prever um aquecimento, há modelos que prevêemum aumento das 
chuvas no Nordeste e outros que projetam uma redução dessas chuvas. 
 
Uma variável importante para nossa região é o chamado índice de aridez, dado pela razão 
entre a precipitação e a evapotranspiração potencial, ou seja, a quantidade de água que, se 
estivesse disponível, evaporaria a partir do solo ou da vegetação. A Figura 31 mostra o 
índice de aridez médio para o Ceará, mostrando que a maior parte de nosso Estado tem 
características de semi-árido, isto é, possui índice de aridez entre 20% e 50%. 
 
 
Figura 31 
 
 
fonte: http://www.funceme.br 
 
 
 
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 34
Em casos extremos, porém, como em anos secos ou muito secos, uma parcela significativa 
do território cearense adquire características de regiões áridas, com a redução desse índice. 
É o que mostramos na figura 32, à esquerda, para o ano de 1983. Anos chuvosos, em 
contrapartida, apresentam condições bem mais próximas de condições úmidas, como em 
1985 (mesma figura, à direita). 
 
 
Figura 32 
 
 
fonte: http://www.funceme.br 
 
 
A dúvida fica por conta do que acontecerá com as estatísticas de chuva: aumentará a 
freqüência de anos secos? O total das chuvas aumentará ou diminuirá? Ainda assim, há 
uma certeza: a do aumento da evapotranspiração potencial, associada ao aumento da 
temperatura, praticamente dado como certo. 
 
Analisando o resultado do conjunto das simulações do IPCC para dois cenários, para a área 
do norte do Nordeste, obtém-se o quadro mostrado nas figuras 33. 
 
O que se percebe é uma tendência a aumento de temperatura, especialmente no cenário A2. 
Em média, os modelos não prevêem aumento ou redução significativa nas chuvas, mas há 
muita incerteza, como se vê pela barra de erros. 
 
A influência dessas mudanças no índice de aridez é mostrada na figura 34. Ela mostra que, 
particularmente no cenário A2, nos anos 2080, a região dos Inhamuns passa a apresentar 
médias perigosamente próximas da categoria de árido. 
 
 
 
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 35
Figura 33 
 
Projeção de Temperatura 
Cenário A2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Projeção de Temperatura 
Cenário B1 
 
 
 
 
 
 
 
 
Projeção de Precipitação 
Cenário A2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Projeção de Precipitação 
Cenário B1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.7 
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
A2 / 2070-2099
2.5 
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
B2 / 2070-2099
-0.2
-4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0
A2 / 2070-2099
-4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0
B2 / 2070-2099
-0.2
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 36
Figura 34 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tal quadro é particularmente preocupante quando há regiões significativas do Estado sob 
risco de desertificação. Estudos do Departamento de Recursos Ambientais da Funceme 
identificaram essas áreas (mapa na figura 35). 
 
Ressaltamos que as queimadas, nesse sentido, cumprem um duplo papel. Ao empobrecerem 
o solo e investirem contra a biodiversidade, aceleram os aspectos locais da desertificação; 
-0.60 -0.30 0.00 0.30 0.60
A2 - 2050s
A2 - 2080s
B2 - 2050s
B2 - 2080s
Hoje: 26,0% 
A2-2050: (23,8 ± 5,3)% 
A2-2080: (21,7 ± 9,3)% 
B2-2050: (25,1 ± 4,8)% 
B2-2080: (22,9 ± 7,3)% 
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 37
ao produzirem gases estufa (o Brasil é considerado um grande emissor em virtude do que 
produz nas queimadas), contribuem com a roleta russa em que o homem está colocando o 
planeta. O combate a queimadas e incêndios adquire, assim, um papel extremamente 
relevante. 
 
 
 
Figura 35 
 
 
 
fonte: http://www.funceme.br 
 
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 38
Referências 
 
Site da Fundação Cearense de Meteorologia e Re. Hídricos: www.funceme.br 
Site do Instituto Nacional de Meteorologia: www.inmet.gov.br 
Site da UFPR: www.floresta.ufpr.br 
Site do IPCC: www.ipcc.ch