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- -1 CLIMATOLOGIA E METEOROLOGIA CAPÍTULO 3 - QUAL A INFLUÊNCIA DA DINÂMICA ATMOSFÉRICA PARA A MOVIMENTAÇÃO DE VENTOS E MASSAS DE AR? Debora Rodrigues Barbosa - -2 Introdução A atmosfera é uma camada composta por gases, presa ao planeta Terra pela força da gravidade que funciona como transportadora de água dos oceanos para os continentes dentro do ciclo hidrológico. A atmosfera, portanto, é palco dos eventos meteorológicos e, mais do que saber sobre sua existência, é fundamental entender sua dinâmica e sua movimentação, que estão associadas às distinções térmicas dos lugares. As transformações atmosféricas processam-se em diferentes escalas, tanto no que se considera o tempo, quanto no espaço, como é o caso da movimentação de ciclones tropicais e tornados, que geram e transformam a energia. De acordo com Molion (1988 apud TORRES; MACHADO, 2008, p. 87) “a circulação geral da atmosfera é a forma como as massas de ar se deslocam ou escoam sobre o planeta, provocando ventos com direções distintas nas regiões tropicais, temperadas e polares”. Será que a circulação geral da atmosférica é atuante por causa das diferenças de radiação solar em torno do globo terrestre? Você acha que as áreas tropicais recebem mais energia do que as regiões polares, criando distinções de temperatura e pressão atmosférica? Acredita que o mecanismo básico de circulação do ar na atmosfera está associado às diferenças de pressão na superfície? Essas questões serão abordadas neste capítulo, que trata das causas e consequências dinâmicas da atmosfera, estabelecendo relações com fenômenos climáticos extremos, como ciclones tropicais e tornados. Também analisaremos as classificações climáticas e discutiremos a interpretação de climogramas. Vamos lá! 3.1 Dinâmica Atmosférica A atmosfera é uma camada gasosa que envolve a superfície terrestre. Nela acontece a maior parte dos fenômenos meteorológicos. Será que os processos presentes nessa dinâmica podem influenciar os fenômenos de outras esferas terrestres, principalmente biosfera, litosfera e hidrosfera? As diferenças térmicas podem resultar em distinções de pressão que, por sua vez, influenciam diretamente na movimentação do ar por meio dos ventos. Esse processo se dá tanto em escala local como global. Dentro desse contexto, é fundamental analisar a dinâmica da atmosfera e discutir as bases fundamentais da circulação atmosférica global, como os centros de ação, as células e ventos globais, bem como as zonas de convergência de ventos, também conhecidas como Zona de Convergência Intertropical, a Zona de Convergência do Atlântico Sul e a Zona de Convergência Extratropical. 3.1.1 Pressão atmosférica Pressão atmosférica é o peso que uma coluna de ar exerce sobre a superfície terrestre. Em uma tradução simples, é o peso que a atmosfera exerce por unidade de área (VAREJÃO-SILVA, 2016). Para aprender mais sobre o tema, clique nas setas abaixo. É sempre importante estudar o elemento pressão atmosférica porque é sua variação que determina a organização dos ventos e de algumas perturbações atmosféricas, como furacões e tornados. Pode-se dizer que da pressão atmosférica depende a circulação do ar. Cabe ressaltar que a variação da pressão atmosférica está diretamente associada às distinções térmicas no espaço atmosférico. É importante esclarecer que duas siglas são fundamentais para o entendimento da pressão atmosférica. A sigla significa áreas de alta pressão. Já designa áreas de baixa pressão.AP BP E como acontece a variação da pressão atmosférica? Como foi esclarecido, o principal elemento que contribui para a sua alteração é a temperatura, mas, secundariamente, os fatores latitude e altitude também contribuem. Isso acontece porque, de certa forma, o calor “dilata” o ar. Na verdade, as moléculas presentes na camada de ar separam-se e se movimentam de maneira mais intensa sob temperaturas elevadas. Como as moléculas estão muito separadas, elas acabam por exercer menor peso sobre uma coluna de ar. Com a redução da temperatura, - -3 muito separadas, elas acabam por exercer menor peso sobre uma coluna de ar. Com a redução da temperatura, as moléculas de ar ficam mais juntas, com pouca movimentação, ou seja, a coluna de ar fica mais densa e, por isso, mais pesada, exercendo maior pressão sobre a atmosfera. Isso significa que dois locais com altitudes e latitudes semelhantes, podem ter pressões atmosférica diferentes se houver uma distinção térmica. Considerando a latitude, também há variação, que está bastante associada às alterações térmicas. Locais próximos à zona tropical ou equatorial, onde a temperatura é mais quente, terão pressões mais baixas do que aquelas localizadas perto das zonas polares. De acordo com Torres e Machado (2008, p. 38), geralmente "a pressão atmosférica aumenta do Equador em direção aos Polos, ou seja, a pressão atmosférica aumenta com o aumento da latitude". Tomemos, como exemplo, as cidades de Curitiba, com latitude de 25ºS e Manaus, com latitude de 3ºS. Claramente, percebe-se que a capital paranaense tem uma latitude maior do que a capital amazonense. Na figura a seguir veremos a comparação das normais climatológicas de pressão atmosférica das duas cidades. As maiores pressões estão representadas pela cidade de Curitiba, em laranja. Figura 1 - Comparação das Normais climatológicas de Curitiba e Manaus (1961-1990). Fonte: Elaborado pela autora a partir de dados de BRASIL, 2018. No que se refere à altitude, é possível verificar que, quanto mais alto você estiver, menor é a coluna de ar sobre a sua cabeça, portanto, menos gases ela comporta. Isso significa que, teoricamente, quanto maior for a altitude, menor será a pressão atmosférica. Fique atento a duas regras gerais clicando nos itens abaixo. • Quanto maior a temperatura, menor a pressão atmosférica. • Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica. Veja a figura que demonstra a distribuição da pressão atmosférica no oceano, exatamente ao sul do continente africano. As células de BP estão representadas em vermelho e as células de AP estão em azul. Atenção à variação das linhas que representam a pressão atmosférica, chamadas de isóbaras. • • - -4 Figura 2 - Isóbaras na parte oceânica entre o continente africano e o continente antártico, no Hemisfério Sul. Fonte: Rainer Lesniewski, Shutterstock, 2018. Ao longo do ano, a pressão atmosférica modifica-se, exatamente por causa da variação da temperatura associada às estações do ano. No verão, as temperaturas são mais elevadas, portanto, a pressão atmosférica é menor. 3.1.2 Ventos O vento origina-se a partir da diferenciação de pressão atmosférica. Como afirma Ayoade, "o vento é o movimento do ar em relação à superfície terrestre, movimento este que se processa tanto no sentido horizontal, quanto no sentido vertical" (2003, p. 75). É bom deixar claro que, embora as diferenças térmicas sejam um importante atributo para a geração e movimentação dos ventos, existem outras influências, como é o caso da Força de Coriolis, da aceleração centrípeta e da força de fricção. É exatamente o equilíbrio dessas forças que mantém a movimentação dos ventos, sua direção e sentido. Vale ressaltar que o gradiente de pressão é um importante fator para a circulação geral da atmosfera, uma vez que a movimentação do ar ocorre das áreas de alta pressão em direção às áreas de baixa pressão. O ar desloca-se não somente no sentido horizontal, mas também no vertical. De acordo com Torres e Machado, "com maior temperatura, ou seja, com maior grau de calor, o ar é aquecido, expande-se, fica mais leve e sobe (ascende) dando “lugar” a outro ar (vento), em geral de características mais frias, que vem para ocupar o “espaço” então criado" (2008, p. 42). Portanto, pode-se dizer que o ar quente, que é leve, desloca-se pelas camadas mais altas da Troposfera, enquanto que o ar que tem temperatura mais baixa tende a se deslocar pelaspartes mais baixas. Você considera que o solo influencia na movimentação dos ventos? O solo geralmente apresenta um conjunto de rugosidades ou obstáculos que reduzem a velocidade do vento e pode até modificar a sua direção. Algumas vezes, é adotado o termo calmaria para expressar a ausência de vento. Já nas áreas mais elevadas, o vento tende - -5 vezes, é adotado o termo calmaria para expressar a ausência de vento. Já nas áreas mais elevadas, o vento tende a ganhar velocidade. Para Soares e Batista (2004), a velocidade do vento é uma grandeza vetorial, cujos parâmetros são predominantemente horizontais, como a direção, a velocidade e a força do vento. Em território nacional brasileiro, oficialmente o governo adota 8 direções fundamentais: Norte (N), Nordeste (NE), Sul (S), Sudeste (SE), Oeste (W), Noroeste (NW), Sudoeste (SW) e Este (E). 3.1.3 Bases dinâmicas da circulação atmosférica De acordo com Ayoade (1991 apud ESTÊVES), a atmosfera é dinâmica, isto é, está sempre em movimento, e há dois fatores principais nesta dinâmica: o movimento do vento, o qual tem relação com a superfície terrestre, e o movimento em conjunto com a Terra, quando ela faz a rotação. Almeida (2016), de uma forma simplificada, informa que uma parcela de ar está sujeita a dois tipos de forças. As forças primárias operam sobre um fragmento atmosférico tanto em situação de movimento quanto de repouso. Como exemplos desse tipo de força temos a gravidade, a variação de pressão atmosférica e diferenças térmicas. Por sua vez, as forças secundárias operam sobre uma parcela de ar apenas quando este inicia o seu movimento (vento), como é o caso da rotação da Terra e do atrito/rugosidade do terreno. Na ciência climatológica de ciclones os centros de BP são chamados de ciclones XXX, porque os ventos convergem; enquanto que os centros de AP são chamados de anticiclones, a partir de onde os ventos saem. Para Torres e Machado (2008), no que se refere à circulação geral da atmosfera, há zonas de BP, que ocorrem em torno do Equador e em torno das latitudes de 60º, nos dois hemisférios; e há zonas de AP, que ocorrem em torno dos polos e em torno das latitudes de 30º nos dois hemisférios. Em resposta a esses padrões de distribuição de pressão, há seis sistemas principais de ventos na superfície, sendo três em cada hemisfério, como você observará na figura a seguir. VOCÊ QUER VER? Assista a um vídeo que explica a força de Coriolis (uma das forças primárias) e sua relação com a aceleração do vento conforme se dá a o movimento de rotação da Terra. Como nos diz Almeida (2016), a força de Coriolis opera na parte do ar que se encontra perpendicular à direção do movimento e no sentido Oeste e é um importante elemento para justificar a direção dos ventos. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=_Fn4_LTcZP0>. - -6 Figura 3 - Modelo de circulação geral da atmosfera. Identifique a movimentação dos ventos no Hemisfério Norte e no Hemisfério Sul. Fonte: VectorMine, Shutterstock, 2018. Nas células, as setas vermelhas representam os ventos quentes, enquanto que as setas azuis demonstram as temperaturas mais baixas. Como já foi observado, a circulação dos ventos não acontece apenas na superfície terrestre, mas também na alta troposfera. Se o vento se movimenta para o Sul na superfície, no topo da troposfera ocorre o contrário. Com isso, forma-se um verdadeiro ciclo. Ainda na figura anterior podemos ver um exemplo específico no Hemisfério Norte que é a célula Hadley. Verifique que ela é quente na superfície entretanto, quando ascende na atmosfera (na latitude perto de 0º), sua temperatura decresce e, ao chegar na alta atmosfera, já circula como célula fria (azul). Quando chega perto da latitude de 30º ela perde altitude e volta à superfície. Nesse momento, ela sofre novo aquecimento conforme se desloca para a zona equatorial. Exercite seus conhecimentos e verifique como funciona cada uma das células: Hadley, Ferrel e Polar. Quando consideramos a questão da circulação geral da atmosfera, vale destacar as , queZonas de Convergência VOCÊ QUER LER? Na América do Sul os ventos voltam à superfície perto de São Paulo, Mato Grosso do Sul e Paraná, representando a Célula de Hadley localmente. Esta região tem um regime de ventos que leva a questionar por que não existe um deserto ali. Isso ocorre porque temos uma tendência de considerar que, em áreas de ventos secos, existirá um deserto. Mas isso não ocorre sempre. Acompanhe o texto Dança da chuva: A escassez de água que alarma o país tem relação íntima com as florestas (GUIMARÃES, 2014), que aborda este tema. Disponível em: .<http://revistapesquisa.fapesp.br/2014/12/29/danca-da-chuva/> - -7 Quando consideramos a questão da circulação geral da atmosfera, vale destacar as , queZonas de Convergência são muito mencionadas para se destacar a permanência de chuvas em determinada localidade do território brasileiro. Uma Zona de Convergência, como o nome diz, é uma área com reunião de ventos de origens diferentes. Existem dois tipos principais: Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). A tem sua área de atuação entre os Trópicos de Câncer e Capricórnio, porZona de Convergência Intertropical isso o nome intertropical. Na faixa próxima à linha do Equador há baixa pressão atmosférica. Por isso, a reunião dos ventos alísios em ambos os hemisférios cria a ZCIT. Os ventos convergem aquecidos, sobem e resfriam, promovendo chuvas convectivas, muito comuns Amazônia, por exemplo. Esses ventos circulam sobre o oceano e levam muita umidade para o seu destino final. É importante destacar que a ZCIT determina o Equador Térmico da Terra, que produz uma área de baixa pressão. Conforme o equador térmico se movimenta, devido à inclinação do eixo da Terra e ao movimento de translação, a área de baixa pressão desloca-se ou em direção ao hemisfério Sul ou para o Norte, dependendo da estação do ano. Tal fato altera a circulação dos ventos, uma vez que o ar se movimenta de áreas de alta pressão para áreas de baixa pressão. Na figura a seguir, observe as nuvens associadas à Zona de Convergência Intertropical, que acabam por formar uma grande faixa sobre o Oceano Atlântico. Nessa área se encontrava o Equador Térmico da Terra na época em que a imagem de satélite foi produzida. Nesse caso, você está observando a nebulosidade da ZCIT quando é verão no Hemisfério Sul e ela é mais atuante nesse hemisfério. Figura 4 - Zona de Convergência Intertropical no verão do Hemisfério Sul. A imagem foi produzida pelo satélite GOES. Fonte: INPE, 2017. Por outro lado, esse fenômeno é responsável pela maior parte das chuvas nos continentes cortados pelo Equador (África, América e Ásia). No Brasil, as regiões Norte e Nordeste são as mais afetadas. - -8 Outro termo muito comum nas reportagens meteorológicas é a (ZCAS),Zona de Convergência do Atlântico Sul que em parte é responsável pelas chuvas do Sudeste e Centro-Oeste. O que significa esse fenômeno e como ele atua? De acordo com Torres e Machado (2008), a ZCAS resulta da intensificação do calor e da umidade provenientes do encontro de massas de ar da Amazônia e do Atlântico Sul na porção central do Brasil. Isso leva grande nebulosidade para os paralelos 19º e 20º de latitude sul. 3.2 Massas de ar e mecanismos de desenvolvimento frontal Para Varejão-Silva, a expressão massa de ar é "usada especificamente para designar uma grande porção da atmosfera, cobrindo milhares de quilômetros da superfície terrestre e que apresenta uma distribuição vertical aproximadamente uniforme, tanto da temperatura, como da umidade" (2016, p. 369). Dentro das massas, é quase uniforme a distribuição das características termodinâmicas, como umidade e temperatura. A América do Sul está sob efeito e atuação de quase dez massas de ar, cada qual com suas características hidrotérmicas e movimentação na troposfera. No Brasil,as massas de ar, juntamente com as características de extensão territorial, de altimetria, de uso do solo e de extensão litorânea são responsáveis pela variação climática encontrada de norte a sul do país. 3.2.1 Massas de ar e frentes De acordo com Almeida (2016), dentro da ciência meteorológica, uma massa de ar significa uma grande porção de ar, com milhares de quilômetros quadrados de área, com certa homogeneidade no que se refere a elementos como temperatura, pressão atmosférica e umidade. Clique nas abas e aprenda mais sobre o tema. • Bolsas de ar Para uma massa se formar, é importante que essa imensa "bolsa de ar" permaneça estática em algum lugar, durante um tempo, como é o caso de superfícies oceânicas, desérticas, geladas ou de densa cobertura vegetal, para que haja tempo de incorporação das características termodinâmicas do lugar de origem. • Centros de alta pressão VOCÊ QUER LER? Dentro da dinâmica atmosférica, os ventos alísios são formados pela movimentação do ar atmosférico na superfície tropical, sempre da linha do Equador em direção aos limites da zona tropical. No Brasil, os ventos alísios têm uma atuação importante, pois eles são responsáveis por flutuações sazonais de temperatura e precipitação, sobretudo nas Regiões Norte e Nordeste. Renato Plantier abordou este assunto no texto .Ventos Alísios: características gerais Leia o texto em: <http://meioambiente.culturamix.com/natureza/ventos-alisios- caracteristicas-gerais>. • • - -9 Centros de alta pressão Então onde podemos observar as áreas de origem das massas de ar? De acordo com Torres e Machado (2008), as Região de Origem, Região Nascente ou Área Fonte são predominantemente encontradas nos grandes centros de alta pressão, como as regiões polares e subtropicais. "Quando uma dessas áreas se encontra sob a ação de um vasto anticiclone, têm-se satisfeitos todos os requisitos necessários à gênese para a formação de uma massa de ar" (p. 113). • Massas de ar Geralmente, as massas de ar são classificadas quanto às suas características termodinâmicas (temperatura e umidade) e, portanto, estão diretamente associadas ao seu local de origem. Se a sua gênese acontecer em cima de uma grande massa oceânica, será úmida; por outro lado, se a sua origem acontecer em cima do continente antártico, será muito fria; se acontecer de sua nascente estar em cima da floresta amazônica, não só será quente (perto do equador), como também será úmida (por conta da grande evapotranspiração da floresta). Por isso, quando estudarmos esse fenômeno climático importante encontraremos nomes que associam a massa à temperatura, como massa polar, equatorial, tropical. Se considerarmos a superfície de origem, nomes como massa continental ou marítima poderão ser mencionados. É sempre bom não confundir massas de ar com frentes. Quando duas massas de ar com características termodinâmicas diferentes encontram-se na atmosfera observa-se a criação de zona de transição entre elas, que denominamos de frente. De acordo com Varejão-Silva (2016), a inclinação da superfície frontal e a espessura estão diretamente associados à largura da frente, que pode ter tamanhos que variam de 25 a 50 quilômetros. Ou seja, são tão grandes que podem ser observadas em imagens de satélites. Notícias de todo o mundo aproveitam essas imagens para gerar informações sobre as condições meteorológicas futuras. Observe na figura a seguir, na parte de cima, que a ocorre porque a massa fria é mais densa e pesadafrente fria e vai empurrado a massa quente para cima (ar quente sobe, porque é leve). Nesse contato entre as duas massas, o ar frio e úmido sofre aquecimento e a umidade pode se condensar, gerando nuvens repletas de gotículas de água. Com o desenvolvimento da frente e consequente resfriamento da região, com o avanço da massa fria, ocorrem chuvas, que podem ser verdadeiros aguaceiros. Após a passagem da frente, permanece a massa de ar frio. • VOCÊ SABIA? As massas de ar secas não são muito perceptíveis na paisagem. Já as massas de ar úmidas, por estarem carregadas de nebulosidade, podem ser observadas nas imagens de satélite. Confira uma reportagem sobre a presença de uma massa de ar seco sobre a Região Sul do Brasil (PEGORIM, 2018). O texto está disponível no link: <https://www.climatempo.com.br/noticia ./2018/04/06/massa-de-ar-seco-se-intensifica-sobre-o-centro-sul-do-br-8857> - -10 Figura 5 - Deslocamento das frentes frias e quentes. Observar a simbologia dos tipos de frente, representadas pela legenda. Fonte: VectorMine; Designua, Shutterstock, 2018. Nos mapas meteorológicos ou imagens de satélite, as frentes frias são assinaladas por uma linha azul contendo pequenos triângulos espaçados, que apontam para a direção do deslocamento. Por sua vez, a frente quente é resultado da pouca mobilidade de uma grande massa quente em relação a uma massa fria próxima. Na prática, a massa quente consegue resistir ao avanço da massa fria e permanece com lenta movimentação na atmosfera. Nos mapas meteorológicos ou imagens de satélite, as frentes quentes são assinaladas por uma linha vermelha que contém pequenos círculos espaçados e aponta para a direção do deslocamento. Torres e Machado mencionam ainda um terceiro tipo de frente chamada de que "é todaestacionária ou oclusa descontinuidade frontal que apresenta pequeno ou nenhum deslocamento horizontal" (2008, p. 106). 3.2.2 Massas de ar na América do Sul Almeida (2016) informa que há várias massas que influenciam o território sul-americano, como é o caso das massas equatoriais (úmidas), tropicais (úmidas e secas) e polares (úmidas e secas). Dentre as massas equatoriais, há aquela de origem continental (MEC) que se originam em cima da grande floresta amazônica. Com a força de evapotranspiração e a evaporação dos corpos hídricos na região, há forte emissão de umidade para a atmosfera que, somada à alta temperatura, faz com que essa massa seja quente e úmida. Como nos diz Almeida, "há predominância de movimentos convectivos, intensificados pela convergência dos ventos Alísios de Nordeste com os de Sudeste" (2016, p. 78). - -11 Por sua vez, a Massa Equatorial Atlântica (MEA) forma-se em cima do oceano de mesmo nome, perto da faixa equatorial, por isso, é quente e úmida. Sua formação está diretamente associada aos ventos, à convergência dos ventos alísios, e se movimenta, de acordo com a incidência do verão nos hemisférios. Ou seja, quando é verão no Hemisfério Norte, a massa se forma lá. O mesmo se dá quando é verão no Hemisfério Sul: a massa passa a se formar neste local. Esta massa influencia o clima de países como Venezuela, Guiana e Suriname e é bastante atuante no território brasileiro, levando umidade para o litoral Nordestino e Norte, principalmente. A Massa Equatorial Pacífica (MEP) tem características semelhantes de formação. Ela se forma no oceano de mesmo nome e influencia a região formada pela Colômbia, Equador e Peru. Considerando as massas tropicais, há a Massa Tropical Atlântica (MTA), formada no oceano Atlântico. Ela está associada aos Anticiclones do Atlântico e tem atuação aumentada no verão do Hemisfério Sul, exercendo grande influências sobre as condições atmosféricas do Sudeste e Nordeste do Brasil. Clique nas setas e conheça outros aspectos relacionados ao tema. Por sua vez, a Massa Tropical Pacífica (PTP), associada aos Anticiclones do Pacífico Sul, atua no litoral peruano, chegando até o oeste da Bolívia. A Cordilheira dos Andes funciona como um divisor de atuação entre as massas de leste e oeste, mas a massa tropical pacífica, em algumas situações, consegue transpor a barreira orográfica e criar uma brisa de montanha na depressão do Chaco (Bolívia, Paraguai e norte da Argentina). A Massa Tropical Continental (MTC) relaciona-se com a baixa pressão atmosférica que atua sobre a Região do Chaco onde o forte aquecimento, sobretudo no verão, faz com que a massaseja quente (no verão, e fria, no inverno) e seca. No Brasil, essa massa atua como um "tampão", impedindo o avanço das massas úmidas oriundas do litoral, promovendo a sazonalidade climática da Região Centro-Oeste. Por fim, vale mencionar as massas polares marítimas, que estão associadas aos anticiclones migratórios, e que se VOCÊ SABIA? A região amazônica conta com uma densa floresta tropical com a exceção de áreas de preservação presentes nos continentes sul-americano, africano e asiático. O processo de evapotranspiração é a relação de troca entre o vegetal e a camada atmosférica e responde por mais da metade das chuvas que caem na própria região tropical. No Brasil, a evapotranspiração e a evaporação das águas dos rios, como Amazonas e Xingu, contribuem bastante para a umidade da massa equatorial continental. VOCÊ O CONHECE? O professor Antonio Donato Nobre é PhD em Earth System Sciences (Biogeochemistry), pela universidade de Nova Hampshire, nos Estados Unidos. É um dos maiores pesquisadores sobre a dinâmica atmosférica na Amazônia e é responsável pela popularização do termo "rios voadores" para explicar os ventos quentes da troposfera, oriundos da faixa equatorial NOBRE (2016). - -12 Por fim, vale mencionar as massas polares marítimas, que estão associadas aos anticiclones migratórios, e que se localizam na região oceânica no entorno do continente antártico, portanto, fria e semiúmida. Conforme essas massas desenvolvem os seus deslocamentos para norte, tendem a ganhar umidade e um pouco de calor. A Massa Polar Atlântica (MPA) desloca-se em duas direções predominantes. No litoral brasileiro, tende a ganhar calor e instabilidade e está muito associada ao desenvolvimento das frentes frias, sobretudo no inverno, nas Regiões Sul e Sudeste. Penetrando pelo continente, essa massa resfria o interior da América do Sul e, dependendo de sua força, desloca-se ao longo da vertente oriental da Cordilheira dos Andes alcançando a Região Amazônica, onde provoca o fenômeno conhecido como friagem. A Massa Polar Pacífica (MPP) também se desloca para norte, oferecendo redução de temperatura ao longo de Argentina e Chile, seguindo na vertente ocidental da Cordilheira dos Andes. A Massa Antártica Continental (MAC) origina-se sobre o continente Antártico e áreas adjacentes cobertas por gelo durante todo o ano. 3.2.3 Massas de ar e climas do Brasil O Brasil possui dimensões continentais, que somadas à sua localização geográfica, variabilidade altimétrica e atuação das massas de ar sul-americanas, favorecem o desenvolvimento de diferentes climas. Observe a figura abaixo, que apresenta os cinco tipos de clima do Brasil. VOCÊ SABIA? Como o nome indica a friagem significa uma redução brusca da temperatura, na Amazônia, durante aproximadamente 3 ou 4 dias. Ela acontece com a chegada de ventos frios oriundos do Sul do Brasil. Uma massa polar atlântica, que adentra o território brasileiro, deslocando-se paralelamente à Cordilheira dos Andes e avança em direção à Região Norte. O fenômeno está sendo potencializado pelo desmatamento do cerrado e da Amazônia, uma vez que a densa vegetação pode funcionar como obstáculo, atenuando a ação da massa polar (RIBEIRO, 2012). - -13 Figura 6 - Configurações climáticas do Brasil. Observe os cinco tipos de clima e as quatro massas de ar que atuam no território brasileiro. Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de GIRARDI; ROSA, 2014. Clique nos itens e conheça mais sobre o tema. • Equatorial O clima Equatorial é predominantemente quente e úmido e está presente na porção setentrional do território. As temperaturas médias anuais ficam entre 25°C e 27°C, ou seja, não há muita variação térmica ao longo de todo o ano e, portanto, não há estação fria. No que se refere à precipitação, predominantemente, há valores anuais superiores a 2.000 mm, de forma bem distribuída o ano todo, portanto, também não há estação seca. As principais massas de ar que atuam nessa região são as massas equatorial e atlântica, sobretudo no verão. • Tropical Úmido O clima Tropical Úmido é presente em grande parte do litoral brasileiro: do Rio Grande do Norte a São Paulo. Esse tipo de clima tropical tem alto índice pluviométrico, que varia entre 1.500 mm e 2.000 mm anuais, e está sujeito à ação das massas equatorial atlântica, tropical atlântica e polar, o que lhe confere uma certa regularidade de chuvas ao longo de todo o ano, embora a estação seca ocorra com baixa intensidade. A máxima quantidade de chuvas no litoral leste do Nordeste, especialmente no seu trecho setentrional, ocorre entre março e julho (outono/inverno), quando a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) posiciona-se mais ao sul do Equador, ao mesmo tempo em que se intensifica a circulação de leste (ALMEIDA, 2016). • Tropical Típico O clima Tropical Típico ocorre em grande parte do território brasileiro. Ele está melhor • • • - -14 O clima Tropical Típico ocorre em grande parte do território brasileiro. Ele está melhor representado na Região Centro-Oeste, mas pode ser observado também nas regiões Sul, Sudeste e Nordeste. Destaca-se que, em grande parte, há duas características que permanecem neste clima: a temperatura média anual superior a 18ºC e a alternância entre uma estação seca uma e chuvosa. A dinâmica atmosférica é controlada, predominantemente, pela Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), pelos ventos úmidos e quentes das massas Equatorial e Tropical Úmida (responsáveis pelas chuvas), pelos anticiclones migratórios, pelo crescimento da massa Pacífica Continental (responsável pelas secas) e pela presença de linhas de instabilidade tropical. • Tropical Semiárido O clima Tropical Semiárido está presenta no interior nordestino e no norte de Minas Gerais. Por ser um clima tropicalidade, ele conta com altas temperaturas e os seus índices pluviométricos são geralmente superiores a 25ºC. O fator que chama a atenção no caso do clima do sertão brasileiro é exatamente a baixa e irregular pluviosidade. A precipitação pluvial anual é inferior a 600mm e, em diversos locais, não ultrapassa 400mm. De acordo com Almeida (2016), as causas da escassez de chuvas no semiárido do Nordeste são inúmeras, e ainda não integralmente conhecidas e/ou explicadas. A explicação pode não estar apenas no relevo ou nas características da dinâmica da atmosfera regional, é preciso investigar também a influência das dos Oceanos Atlântico e Pacífico. • Clima Subtropical O Clima Subtropical (ou Temperado Quente), presente na porção meridional do Brasil, é uma transição entre o tropical e o temperado e, no território nacional, é resultante da média latitude e da atuação das massas polar atlântica e tropical atlântica. As normais climatológicas da temperatura média anual apontam para o índice em torno dos 18ºC, mas com invernos bastante frios, por conta da influência da massa polar atlântica. Exatamente por estar localizada longe da faixa equatorial, a amplitude térmica é nesta área é considerável, com verões quentes e invernos frios. Nas áreas mais acidentadas, com altitude superior a mil metros, há a presença de geadas e quedas de neve esporádicas, onde os fatores latitude e altitude são intensificados por outro fator: a penetração da massa de ar polar atlântica. 3.3 Perturbações atmosféricas A atmosfera é bastante dinâmica, sobretudo na troposfera, e as diferentes formas de perturbações atmosféricas são comuns nessa camada. Dentre os principais fatores que influenciam estes fenômenos está a distinção de pressão atmosférica. As perturbações podem se desenvolver em escalas de tempo e espaço diferentes, com causas e consequências bastante amplas. Dentre as perturbações atmosféricas mais comuns estão os ventos de grande intensidade, associados aos furacões, com atuação predominantemente nos oceanos. Há também os tornados, comuns na região central dos Estados Unidos da América. Atualmente, é precisoconsiderar que as flutuações climáticas resultantes do aquecimento global podem potencializar esses fenômenos, causando prejuízos para todo o globo terrestre e, em especial, para os países mais pobres. 3.3.1 Furacões, tornados, geadas 1. Furacões Dentre as perturbações atmosféricas estão os ciclones tropicais, também conhecidos como furacões e tufões. • • - -15 Dentre as perturbações atmosféricas estão os ciclones tropicais, também conhecidos como furacões e tufões. Eles atuam predominantemente entre latitudes de 10 a 20º, com diâmetro da ordem de 1000 km (VAREJÃO- SILVA, 2016). As rotas mais comuns dos furacões são aquelas nas quais os ventos alísios da costa oeste africana deslocam-se pelo Oceano Atlântico. Sob a ação da água quente e umidade, eles transformam-se em furacões, que atingem a região central do continente americano em um tempo médio de uma semana. Como é formado um furacão? Há uma convergência de fatores que influenciam a sua formação, como a presença de águas quentes (acima de 27 graus), grande umidade do ar e ventos constantes na baixa e alta troposfera, que correm no mesmo sentido. Conforme o furacão se desenvolve, carrega umidade em direção ao litoral, o que acaba por promover chuvas torrenciais onde alcança, como foi o caso do furacão Katrina, no sudeste norte- americano. Figura 7 - Furacão Katrina, que atingiu a costa de Nova Orleans, Louisiana, nos Estados Unidos, em 2005. Fonte: lavizzara, Shutterstock, 2018. As imagens de satélite conseguem capturar claramente a atividade perturbadora de um ciclone tropical maduro devido ao seu típico sistema nebuloso espiralado. A exemplo disso, veja a imagem acima, fornecida pela NASA. A imagem mostra o furacão Katrina rumo a Nova Orleans, Louisiana, em 2005. - -16 2. Tornados De mesmo padrão afunilado, os recebem este nome quando o funil, em rotação, atinge o solo,tornados causando grandes destruições. Eles são formados em situação de frentes frias, quando o ar quente está muito úmido e instável. Portanto, estão associados a intensas tempestades, que acabam por gerar ventos muito velozes, e fortes chuvas, com a presença de granizo, em áreas planas. Na escala geográfica, os tornados são menos extensos que os furacões. Eles não ultrapassam os dois quilômetros de diâmetro e duram, em média, meia hora, mas têm grande capacidade destrutiva. Nos Estados Unidos, o nome "Corredor dos Tornados" demonstra a frequência do fenômeno nos meses de junho a novembro, nas grandes planícies centrais, que são drenadas pela bacia do rio Mississipi. Da mesma maneira que os ciclones tropicais, os tornados têm escala de tamanho e agressividade que variam de 1 a 5. 3. Geadas A é um fenômeno meteorológico que ocorre na troposfera oriundo das transformações do estado físico dageada água. O hidrômetro é formado quando a temperatura está abaixo de zero graus e água da umidade atmosférica sofre sublimação, passando do estado gasoso para o sólido. Com isso, a água acumula-se sobre objetos na forma sólida, formando escamas, leques ou penas de gelo. No inverno brasileiro, as geadas acontecem nas Regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste, embora sejam mais comuns no alto das serras catarinense e gaúchas, causando grandes prejuízos para a agricultura e a economia. Quando o fenômeno coincide com a penetração da massa de ar polar e uma atmosfera com poucas nuvens, pode se intensificar. De acordo com Algarve (2018), os especialistas classificam as geadas em 2 tipos: advectivas ou de vento são aquelas que ocorrem a partir da entrada da massa de ar frio; por radiação ou branca ocorre quando há a permanência de altas pressões sobre a região, as quais favorecem a perda de radiação infravermelha para o espaço. Também existem as chamadas , que ocorrem quando o ar está muito seco e a vida vegetal égeadas negras destruída antes que o congelamento, típico da geada, ocorra. Em 1975, o Estado do Paraná sofreu bastante com uma geada negra que destruiu as plantações de café, provocando a migração das pessoas do campo para as cidades. CASO O Katrina foi um furacão muito destrutivo que aconteceu no final de agosto de 2005. O ciclone tropical formou-se a partir de uma depressão atmosférica (BP) a sudeste das Bahamas e penetrou no Golfo do México. Com isso, as águas quentes da superfície do mar favoreceram a evaporação. A umidade foi então carregada pelos ventos em direção ao interior do continente. O ciclone passou a norte de Cuba e ao sul da Flórida, ainda com força de tempestade tropical, danificou linhas telefônicas e causou quedas de energia. Quando alcançou o Mississipi, Louisiana e Alabama, na parte sul norte-americana, levou fortes chuvas. Em Nova Orleans, maior cidade de Louisiana, o dique de contenção do Lago Pontchartrains arrebentou, deixando a cidade quase totalmente alagada. Cerca de duzentas mil casas foram destruídas e foi necessário evacuar o centro urbano porque houve danos nos sistemas de abastecimento de água, saneamento básico e fornecimento de energia elétrica Marcus e Sollors (2012). - -17 3.3.2 Eventos extremos De acordo com o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (DIAS, 2014), as características do chamado clima extremo podem variar de lugar para lugar em um sentido absoluto. Mas, quando o clima extremo persiste por algum tempo, como em uma estação, pode ser classificado como um evento climático extremo. Clique nas setas e aprenda mais sobre eventos extremos. Podem ser considerados eventos climáticos extremos chuvas intensas, vendavais e furacões, marés meteorológicas e grandes secas (FBDS, 2018), uma vez que representam fenômenos com grande poder de destruição. É bom lembrar que a energia desprendida desses eventos aliada à complexidade do gerenciamento dos seus riscos, devido à inexatidão da sua previsão, são dificuldades importantes para a sociedade e os governos. As flutuações climáticas associadas ao aquecimento global tem intensificado e multiplicado esses fenômenos. Um bom exemplo disso é o furacão Catarina (ciclone tropical), que atuou sobre o litoral brasileiro em 2004, de forma inédita, em uma região subtropical. Girardi (2016) relata que a Organização Mundial de Meteorologia (OMM) examinou quase oitenta eventos extremos individuais que atingiram diversos lugares do Planeta Terra nos últimos cinco anos. Mais de cinquenta por cento estava associado às flutuações climáticas associadas ao aquecimento global. O relatório da OMM também apontou que foram anos difíceis, com a passagem do tufão mais violento já registrado, o Haiyan, ondas de calor na Austrália (Oceania), o alagamento de Nova York após a passagem do furacão Sandy, e a insistente seca no Chifre da África, que vitimou milhares de pessoas de fome. Os cientistas são cada vez mais afirmativos no sentido de que as mudanças climáticas aumentam a força e a frequência dos eventos extremos (JACOBI; GIATTI, 2017). As relações entre pobreza e degradação ambiental podem causar o aumento da vulnerabilidade aos fenômenos climáticos catastróficos. Segundo Vormittag (2011), o impacto em países pobres pode ser de 20 a 30 vezes maior do que em países industrializados. Os tufões são recorrentes na Ásia, mas, em 2018, foram mais de 30 a atingir as costas asiáticas e o tufão Trami passou por Guam, Marianas do Norte e ilhas bem povoadas como, Taiwan e Japão, em 2018. Também é importante mencionar os fenômenos El Niño e La Niña, comuns no Oceano Pacífico, indicativos da interação atmosfera-oceano. O El Niño está associado ao aquecimento anormal do Oceano Pacífico tropical. Como acontece? Em situação de normalidade, os ventos alísios movimentam o ar do nordeste para sudeste que, no Pacífico Sul, manifesta-se mais na movimentação do ar de leste para oeste. Veja, na figura a seguir, que o fenômeno também compromete a corrente de Humboldt. - -18 Figura 8 - Dinâmica de organização das massas de água do Oceano Pacífico durante um ano comum e durante o fenômeno ElNiño. Fonte: Designua, Shutterstock, 2018. O vento carrega a água superficial do oceano e facilita a ressurgência de águas profundas, carregadas de nutrientes, que contribuem para maior oferta pesqueira na costa chilena. Durante o El Niño, essa movimentação de ar é interrompida, ou torna-se irregular e pode até mesmo ser invertida, com ventos que deslocam-se de oeste para leste, comprometendo parcialmente a produtividade pesqueira local. Por sua vez, La Niña ocorre quando há o resfriamento anormal das águas superficiais do mesmo Oceano, ou seja, há a intensificação dos ventos alísios, potencializando ainda mais a atividade pesqueira. 3.4 Classificações climáticas e climogramas Segundo Torres e Machado, "o clima de qualquer lugar é a síntese de todos os elementos climáticos em uma combinação de certa forma singular, determinada pela interação dos controles e dos processos climáticos" (2008, p. 117). As diferentes formas de classificação climática têm por objetivo delimitar áreas, regiões ou zonas com características climáticas e biogeográficas relativamente homogêneas (ALMEIDA,2016, p. 78). No sentido de contribuir para o estudo dos climas do mundo e do Brasil, é importante fazer uma análise e interpretação dos climogramas, gráficos que demonstram a dinâmica hidrotérmica dos lugares. - -19 3.4.1 As classificações de Köppen e Strahler Wladimir Köppen desenvolveu uma classificação na qual o clima mundial é dividido de acordo com a localização latitudinal. O russo partiu do princípio de que as distintas composições gerais nas grandes regiões globais são influenciadas pelo clima que nela prevalece. Por isso, ele buscou, de acordo com Estêves, elaborar um sistema classificatório no qual a “Terra é dividida em cinco zonas básicas de clima, com base entre outras condições, na observação da temperatura média anual (em ºC) e da precipitação anual (em centímetros) das regiões” (2016,p. 110). Como forma evolutiva desta teoria, em 1948, foi estabelecida a classificação de Köppen-Geiger, que descreve cinco grupos básicos de clima, identificados pelas letras maiúsculas A (Clima Equatorial Úmido - convergência de alísios), B (Clima Litorâneo Úmido), C (Clima Tropical -alternadamente úmido e seco), D (Clima Tropical - tende a seco pela irregularidade de ação das massas de ar ou clima semiárido) e E (Clima Subtropical Úmido). Dentro desta classificação, a segunda letra que designa o tipo de clima é geralmente representada em minúscula e busca estabelecer um tipo de clima dentro do grupo. Ela estabelece as situações particulares de cada regime pluviométrico. A terceira letra é representada também em minúscula e representa a temperatura média mensal do ar dos meses mais quentes (nos casos em que a primeira letra seja "C" ou "D") ou a temperatura média anual do ar (no caso da primeira letra ser "B"). Veja na figura a seguir. Quadro 1 - A organização do clima proposta por Wladimir Köppen e depois incrementada por Rudolf Geiger. Fonte: Elaborado pela autora a partir de AYOADE, 2003. - -20 Fonte: Elaborado pela autora a partir de AYOADE, 2003. De acordo com Nascimento, Oliveira e Luiz (2016), o trabalho realizado por Arthur Newell Strahler, em 1969, foi baseado nas características dos regimes das massas de ar e nos elementos precipitação e temperatura, dividindo os climas mundiais em quatro principais grupos. Clique nas interações e confira quais são eles. Latitudes baixas Climas das latitudes baixas, controlados pelas massas de ar equatoriais e tropicais. Latitude médias Climas das latitudes médias, controlados pelas massas de ar tropicais e polares. Latitude alta Climas das latitudes altas, controlados pelas massas de ar polares. Latitude de grandes altitudes Clima das grandes altitudes, onde o relevo é o fator determinante. Você observou que a classificação é bem abrangente? Exatamente devido a caráter a classificação é muito eficiente na diferenciação dos climas do mundo, fazendo com que seu trabalho seja muito utilizado em livros didáticos do mundo inteiro, inclusive no Brasil. 3.4.2 Construção e leitura de climogramas Um climograma é um gráfico que combina temperatura média e precipitação no sentido de demonstrar as características hidrotérmicas de uma localidade. As barras apresentam a precipitação mensal total enquanto a linha demonstra a variação térmica. É uma ferramenta clássica de representação do clima, que permite uma compreensão mais fácil do perfil climático de determinada região. Assista ao vídeo abaixo e aprenda mais sobre o tema. https://cdnapisec.kaltura.com/p/1972831/sp/197283100/embedIframeJs/uiconf_id/30443981/partner_id /1972831?iframeembed=true&playerId=kaltura_player_1548869611&entry_id=1_n09hagwf Analise a figura a seguir, que demonstra os climogramas de • Taracuá, no município de São Gabriel da Cachoeira, no Estado do Amazonas (A); • no município de Petrolina, no Estado de Pernambuco (B); e • do município de Curitiba, no Estado do Paraná (C). De antemão, atente para o lado esquerdo, ali você observa a variação da precipitação a cada mês, em milímetros (mm). Do lado direito está a variação da temperatura, também por mês, usando como medida graus centígrados (ºC). • • • - -21 Figura 9 - O climograma traça um paralelo entre a variação de temperatura e a precipitação em uma determinada região. Fonte: Elaborado pela autora a partir de dados do INMET, 2018. Verifique que o climograma de Taracuá apresenta totais pluviométricos mensais próximos a 250mm e a temperatura fica em torno de 25ºC. Esses dados permitem concluir que a cidade apresenta um clima típico da zona equatorial do Brasil. Já o climograma de Petrolina, em Pernambuco, demonstra que precipitações irregulares, sendo que o maior - -22 Já o climograma de Petrolina, em Pernambuco, demonstra que precipitações irregulares, sendo que o maior índice pluviométrico acontece em março, enquanto que os meses de junho a novembro têm baixos índices. No entanto, a temperatura é consideravelmente alta com média de 25ºC. Esses dados indicam um clima típico do sertão nordestino do Brasil. Ao observar o climograma de Curitiba, no Estado do Paraná, repare como a temperatura varia, ao longo do ano: em janeiro as temperaturas chegam perto de 22ºC, no entanto, os meses de inverno contam com médias térmicas perto de 12ºC. Por sua vez, a precipitação apresenta um quadro especial. Chove o ano todo, embora as precipitações concentrem-se nos meses de verão, com a maior quantidade de chuvas em janeiro, com quase 200mm. Síntese A atmosfera terrestre conta com uma dinâmica complexa e que muda rapidamente, gerando fenômenos analisados pela ciência meteorológica. Dentro desse contexto está a circulação geral da atmosfera e suas perturbações. Concluímos o capítulo que discute a dinâmica atmosférica com especial atenção aos conceitos de pressão da atmosfera, massas de ar, perturbações atmosféricas e classificações climáticas. Neste capítulo, você teve a oportunidade de: • acompanhar a discussão da dinâmica atmosférica no que se refere à pressão atmosférica e suas relações com a circulação geral da atmosfera; • aprender sobre as diferentes massas de ar, suas causas e principais consequências devido à sua circulação pela atmosfera terrestre; • identificar a relevância das perturbações atmosféricas e suas relações com as flutuações climáticas resultantes do aquecimento global; • discutir as classificações de Köppen e Strahler, fundamentais para a compreensão dos tipos de clima; • interpretar diferentes climogramas. Bibliografia ALGARVE, V. R. . Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC). InstitutoGeadas no Brasil Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Disponível em: <http://climanalise.cptec.inpe.br/~rclimanl/boletim Acesso em: 07/11/2018./cliesp10a/geada.html>. ALMEIDA, H. A. . Campina Grande: EDUEPB, 2016.Climatologia aplicada à Geografia AYOADE, J. . 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