Apostila 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL 
 
 
 
 
 
 
 
DISCIPLINA: Agrometeorologia e climatologia (ENR 5203) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo: 
Tempo, clima e observações meteorológicas 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Rosandro Boligon Minuzzi 
E-mail: rosandro.minuzzi@ufsc.br 
www.labclimagri.ufsc.br 
Telefone: 3721-5484 
 
 
 
 
 
 
“Tempo, clima e observações meteorológicas” 
Agrometeorologia e climatologia (ENR 5203) – Prof. Rosandro B. Minuzzi 
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1. Introdução 
 Em sua órbita ao redor do Sol (translação), o planeta Terra passa por diferentes 
exposições à radiação solar ao longo dos 365 dias do ano, o que define as estações do ano, em 
termos de temperaturas e chuvas, dependem de alguns fatores adicionais como a distância até o 
equador, a distância aos oceanos e a altitude do local. O conjunto desses fatores define o que se 
chama clima. 
 A atmosfera, no entanto, é extremamente complexa e desafia as definições mais simples. 
O tempo que sentimos no dia a dia, as chuvas, o calor, o frio, estão associados à atuação de 
sistemas meteorológicos, como frentes frias e quentes, ciclones e anticiciclones, etc. 
 Assim: 
→ Tempo: é a condição da atmosfera terrestre em um dado instante e lugar. Para determinarmos 
a condição da atmosfera terrestre e, portanto, o tempo, precisaremos observar e medir vários 
elementos meteorológicos (ou variáveis meteorológicas), tais como: temperatura do ar, pressão 
atmosférica, velocidade e direção do vento, umidade do ar, etc. 
 
→ Clima: somatório das condições meteorológicas características de um lugar ou região. Para 
definirmos o clima de um lugar ou região é necessário dispormos de uma longa série de 
observações. Esse período para expressar as condições médias deve ser de pelo menos 30 anos, 
conforme estabelecido pela Organização Meteorológica Mundial (OMM) com base em princípios 
estatísticos de tendência do valor médio. A ‘normal climatológica’ (valor médio ou valor esperado) 
de um elemento meteorológico passa a ser o valor de referência para analisar as diversas 
variações do clima (variabilidade climática, flutuação climática, tendência climática, ciclo climático e 
mudança climática) e auxiliar nas previsões de clima. 
 
Como determinamos a NORMAL/MÉDIA CLIMÁTICA de um elemento meteorológico? 
Conforme descrito no parágrafo anterior, para definirmos o clima de um lugar necessitamos 
de uma longa série de dados meteorológicos. Assim, inicialmente temos que ter dados diários (ver 
tabela abaixo). Com estes dados diários, ao término de um determinado mês/ano, poderemos 
determinar como foi o comportamento médio da atmosfera deste período (mês/ano). Por sua vez, 
esse valor médio obtido entrará na nossa longa série de dados, a qual definirá como é o clima 
neste referido mês. Este exemplo mostra como obter o clima na escala mensal, mas podemos usar 
o mesmo raciocínio para outras diferentes escalas de tempo (quinzenas, bimestres, anual, etc). 
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Data Temp (°C) Chuva (mm) UR (%)
01/01/1974 16,6 7 85,2
02/01/1974 15,3 3,2 69,9
03/01/1974 17 1,8 55
04/01/1974 19,2 3,9 52,4
05/01/1974 22,6 0 47,1
06/01/1974 21,9 16,2 70,1
07/01/1974 23,6 0 63,5
08/01/1974 22,5 17,2 70
09/01/1974 22,6 0 62,4
.... .... .... ....
.... .... .... ....
26/01/1974 19,4 0 69,3
27/01/1974 19,7 0 61,8
28/01/1974 20,3 0 54,9
29/01/1974 22,1 0 54,7
30/01/1974 20,8 10,4 68,1
31/01/1974 18,9 0 61,7
Média jan/1974 28,4 173,7 63,1 
 
Abaixo, consta a forma de como podemos obter a climatologia para dois elementos 
meteorológicos (chuva e temperatura do ar) em um local e determinado período (janeiro). Outras 
informações estatísticas podem ser obtidas a partir de uma série de dados meteorológicos, como o 
valor máximo e o valor mínimo, auxiliando no planejamento de diversas atividades. Com base nas 
informações da tabela, vemos que no mês de janeiro, o valor médio (esperado) de chuva é de 
184,1 mm. Assim, como exemplo, quando a previsão de clima indica que a quantidade de chuva 
em janeiro deverá ficar abaixo da climatologia, significa que a quantia de chuva totalizada em 
janeiro, não deverá exceder 184,1 mm. 
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Tendo a climatologia como referência, podemos analisar o seu comportamento na escala 
temporal. Pelo gráfico abaixo, visualmente notamos que, com o passar dos anos a variabilidade e 
os registros de chuva tem sido maiores. Para essas afirmações serem válidas, deve-se adotar 
metodologias estatísticas. 
 
 
Média climatológica= clima obtido pela média de toda a série histórica de dados de uma estação 
meteorológica. 
Normal climatológica= clima obtido pela média de dados de uma estação meteorológica de 
períodos padrões de 30 anos. Atualmente, as normais climatológicas de todas as estações do 
mundo utilizam o período padrão de 1961 a 1990. O próximo período padrão para a obtenção das 
normais climatológicas será de 1991 a 2020. 
Tempo= descrição instantânea das condições atmosféricas. 
Clima= descrição média das condições atmosféricas. 
Elemento climático (ou meteorológico)= são grandezas (variáveis) que caracterizam o estado 
da atmosfera (radiação solar, temperatura, umidade do ar, etc). 
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2. Fatores climáticos 
Provocam alterações, por vezes bastante significativas, no clima e/ou nos seus elementos. 
Fatores geográficos tais como latitude, altitude, continentalidade/oceanidade, corrente oceânica, 
vegetação e tipos de solos, afetam os elementos meteorológicos. A radiação solar pode ser 
tomada ou como fator condicionador ou como elemento dependente da latitude, altitude e época 
do ano. 
Exemplo 1: quanto maior a altitude, menores a temperatura (elemento meteorológico) e a 
pressão atmosférica (elemento meteorológico). 
Exemplo 2: quanto maior a latitude, menores a radiação solar e a temperatura (elemento 
meteorológico). 
Exemplo 3: a diferença de calor específico entre a superfície terrestre e as massas de 
água, faz com que o continente se aqueça e se resfrie mais rapidamente que as superfícies 
aquáticas. Assim, o efeito da oceanidade (ou maritimidade) minimiza a amplitude térmica 
(elemento meteorológico). 
Exemplo 4: a densa vegetação das áreas intertropicais (Amazônia, como exemplo) com 
sua intensa evapotranspiração, aumenta a umidade do ar (elemento meteorológico), o que facilita 
a ocorrência de chuvas (elemento meteorológico). 
Exemplo 5: solos mais escuros absorvem maior radiação solar que os solos mais claros e 
permanecem, em geral, mais quentes durante o dia, aquecendo o ar, ou seja, elevando mais a 
temperatura (elemento meteorológico). 
 
 
3. Escala espacial dos fenômenos atmosféricos 
 Os fenômenos atmosféricos ocorrem de forma continuada, havendo influência de uma 
escala sobre outra, as quais podem ser separadas em três grandes categorias: macro, meso e 
micro-escala. 
 A macro-escala (macroclima) caracteriza o clima de grandes áreas pelos fatores latitude 
e altitude, como exemplos. Esta escala é o foco quando se fala em mudanças climáticas. 
 A meso-escala (mesoclima ou topoclima) refere-se aos fenômenos em escala local, em 
que a topografia condiciona o (topo ou meso) clima pelas condições do relevo local. A exposição 
(norte, leste, oeste ou sul), a configuração (vale, espigão, meia encosta), e o grau de inclinação do 
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terreno determinam o clima local. Portanto, dentro do macroclimada região é possível que existam 
vários topoclimas. 
 A micro-escala (microclima) é aquela que condiciona o clima em pequena escala, sendo 
função do tipo de cobertura do terreno (solo nu, gramado, floresta, cultura rasteira, represa, etc), 
que determina o balanço de energia. Isso significa que dentro de um topoclima podem existir 
inúmeros microclimas. Exemplo, florestas não tem variações térmicas acentuadas no decorrer do 
dia, enquanto que culturas de menor porte e menos compactas ou cobertura morta intensificam a 
amplitude térmica. 
 
4. Observações meteorológicas à superfície 
 Uma observação meteorológica de superfície consiste de procedimentos sistemáticos e 
padronizados, visando à obtenção de informações qualitativas e quantitativas referentes aos 
elementos meteorológicos. A padronização fielmente seguida foi determinada pela Organização 
Meteorológica Mundial (OMM), tendo em vista o caráter global dos estudos atmosféricos. Tal 
padronização inclui: tipos de equipamentos usados, técnicas de calibração, aferição, ajustes, 
manuseio e procedimentos observacionais. Além disso, os horários das observações, o tratamento 
dos dados observados, as correções efetuadas, as estimativas indiretas de outros parâmetros 
derivados são igualmente realizados segundo padrões rígidos. 
 O valor assumido por cada elemento meteorológico numa determinada observação, 
constitui um dado meteorológico. Os dados meteorológicos podem ser classificados em: 
 - instrumentais: quando obtidos a partir da indicação de instrumentos de leitura direta ou 
de registradores (temperatura, chuva, insolação, direção e velocidade do vento, etc); 
 - sensoriais: quando avaliados pelo próprio observador, valendo-se apenas do seu 
tirocínio e dos seus sentidos (tipo, quantidade e altura de nuvens, fenômenos anômalos, etc); 
 - derivados: quando obtidos por intermédio de cálculos aplicados à indicação de 
instrumentos (temperatura do ponto de orvalho, pressão ao nível do mar, etc). 
 As observações meteorológicas são realizadas em locais estrategicamente escolhidos e 
preparados para tais fins, trata-se das estações meteorológicas, que podem ser convencionais 
(exige a presença de um observador para a coleta de dados) e automáticas (são registradas 
automaticamente em intervalos previamente programados, como de 5 em 5 minutos, a cada hora, 
etc – Figura 2). Nas estações automáticas, geralmente os dados são armazenados e/ou 
transmitidos em tempo real por diferentes meios (sinal de rádio, celular, etc) por um datalogger. 
 
 3.1. Estação meteorológica automática (EMA) 
 A EMA é um instrumento de coleta automática de informações locais ambientais, inclui os 
elementos: 
a) Sub-sistema coleta de dados: feita através de sensores para medição dos 
parâmetros meteorológicos; 
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b) Sub-sistema de armazenamento: é composto por um processador central de baixo 
consumo de energia (datalogger), que faz o registro dos valores observados em uma 
unidade de memória que contem as instruções programadas para aquela unidade. Os 
dados são armazenados em uma memória não volátil que mantém os dados medidos 
por um período especificado; 
c) Sub-sistema energia: responsável pelo fornecimento de energia para o 
funcionamento de todos os sensores. Inclui bateria a qual está ligada a um painel solar; 
d) Sub-sistema comunicação: faz a transmissão dos dados coletados, que estão 
armazenados na memória do datalogger. 
 
 
 
 
Figura 2. Ilustração de estação meteorológica automática (EMA) indicando os sub-sistemas. 
 
 Na existência de diferentes modelos/marcas de instrumentos meteorológicos, há algumas 
características que devem ser consideradas na escolha do produto: 
 RESOLUÇÃO: é basicamente a medida do menor incremento mensurável. Por exemplo, 
um termômetro com resolução de 0,1°C fornecerá leituras de 12,1°C, 12,2°C, 12,3°C..., mas se a 
sua resolução fosse de 1°C, as leituras seriam de 12°C, 13°C, 14°C. 
ALCANCE: refere-se ao intervalo à qual o instrumento/sensor estará apto a realizar as 
leituras. 
 PRECISÃO: o termo “precisão” (do inglês ‘accuracy’) refere-se ao grau de aproximação 
para o qual a leitura de um instrumento/sensor se aproxima do valor real. Geralmente, a precisão 
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dos instrumentos/sensores varia de acordo com um dado intervalo de leitura. Exemplo: Precisão 
para um determinado modelo de termômetro +/- 1,0°C na faixa de 0 a 50°C. 
 As precisões mínimas destacadas abaixo são sugeridas pela OMM (2008) para leituras 
diárias. 
Variável meteorológica Precisão requerida 
Temperatura (inclui máxima, mínima, do solo, bulbo úmido e seco) 
Chuva 
Radiação solar (incluindo insolação) 
Evaporação 
Umidade relativa do ar 
Fotoperíodo 
Velocidade do vento 
< +/- 0,5°C 
+/- 1 mm 
10% (+/- 1h) 
+/- 1 mm 
+/- 5% 
10% (+/- 1h) 
+/- 0,5 m/s 
 
Existem estações de diferentes categorias, segundo os fins específicos a que se destinam: 
 - Estação sinótica: se realizam observações em horários padronizados 
internacionalmente, para fins de previsão do tempo. O horário padrão usado é o Tempo Médio de 
Greenwich (TMG). Com tal procedimento, todas as observações realizadas nas estações sinóticas 
mundiais são efetuadas simultaneamente, independentemente da localização geográfica da 
estação. As observações sinóticas devem ser realizadas às 00h, 12h e 18h TMG, ou seja, no 
horário de Brasília em relação ao TMG, reduzimos em 3 horas. Assim, nas estações sinóticas 
convencionais no Brasil as observações são realizadas às 09h, 15h e 21h (hora local e 
desconsiderando o “horário de verão”). 
 - Estação climatológica: são usadas em geral, para fins climáticos. Nada impede, 
contudo, que suas observações sejam também utilizadas para fins de previsão, quando realizadas 
nos horários TMG. Denominam-se de estações sinótico-climatológicas aquelas que efetuam 
observações sinóticas e climatológicas. 
 - Estação agrometeorológica: tem por finalidade fornecer informações que permitem 
estabelecer a influência de um ou de vários elementos meteorológicos sobre as atividades 
agrícolas (Figura 3). 
3a 3b 
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Figura 3. Exemplos de alguns instrumentos meteorológicos fundamentais numa estação 
agrometeorológica, como geotermômetros em diferentes coberturas do solo (3a) (Fonte: 
FAEM/UFpel) e de tanque para medição da evaporação (3b). 
 
 - Estação meteorológica aeronáutica: em geral estão instaladas nos grandes aeroportos 
e fazem inúmeras observações diárias. As informações destinam-se a segurança de aeronaves, 
mas também podem ser utilizados para fins de previsão do tempo. 
 - Estação hidrológica ou hidrometeorológica: denominação recente de estações, que 
visa obter informações mais voltadas para análise de rios, lagos, etc, como medições da 
precipitação, vazão e nível de superfícies líquidas. 
 - Estação especial: todas as demais estações com qualidades distintas enquadram-se 
como tais. Como exemplos, estação de radar, estação ozonométrica (medição de ozônio), estação 
para experimentos (Figura 4b). 
O local de instalação da estação (exceto para uma ‘estação especial’) deve ser 
representativo na região. 
a) exposição aos ventos gerais da região, não deve ser instalada em fundo de vale; 
b) horizontes amplos, ou seja, evitar barreiras (árvores, edificações, etc) que impeçam a 
incidência da radiação solar ou que modifiquem o vento. A distância da estação para 
uma determinada barreira deve ser de no mínimo 10 vezes a altura da barreira, ou 
seja, se há uma árvore com altura de 10 metros próxima da estação, esta barreira 
deverá estar o pelo menos 100metros de distância da estação; 
c) distante de cursos d’água, pois esse modificam o balanço de energia; 
d) terreno plano coberto de grama com altura sempre em torno de 10 cm. 
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4a 
4b 
Figura 4. Ilustração de uma estação meteorológica automática completa (4a) e duas estações 
especiais para experimentos agrícolas (4b). 
 
4. Atmosfera terrestre 
A atmosfera terrestre é o conjunto de gases, vapor d’água e partículas, constituindo o que 
se chama de ar (AR = AR SECO (gases) + AR ÚMIDO (vapor d’água)), por isso, possui uma 
estrutura vertical extremamente variável quanto a inúmeros aspectos: composição, temperatura, 
umidade, pressão, movimentos, etc. É de fundamental importância a vida na Terra, pois atua como 
sede dos fenômenos meteorológicos e também como determinante da qualidade e da quantidade 
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da radiação solar que atinge a superfície. Não existe um limite superior para a atmosfera, no 
sentido físico, verificando-se apenas uma progressiva rarefação do ar com a altitude. A atmosfera é 
dividida em camadas e zonas de transição, conforme ilustrado na Figura 6. Destas, a Troposfera é 
a mais relevante, por ser a camada onde ocorre a maioria dos fenômenos meteorológicos, por isso, 
é vista em maiores detalhes: 
 Troposfera: Atinge uma altitude aproximada de 15-18km no equador e de 6-8km nos pólos, 
sendo sua espessura variável com as estações do ano. Os movimentos atmosféricos, tanto 
verticais (convecção e subsidência) quanto horizontais, são intensos nessa camada. A temperatura 
na troposfera cai rapidamente com a altitude, numa razão média de 6,5°C/km. É aquecida 
principalmente pela absorção de radiação de ondas longas emitida pela superfície terrestre, a qual, 
por sua vez, se aquece pela absorção da radiação solar (ondas curtas). Por essa razão, a 
superfície do solo é considerada como fonte de calor para a troposfera. Há ocasiões, em geral 
durante a noite, nas quais se observa o fenômeno denominado inversão térmica, em que, a 
temperatura do ar aumenta com a altura acima do solo. 
 
Figura 5. Estrutura vertical média da atmosfera segundo o critério térmico. (Fonte: Varejão Silva, 
2001) 
 Existe, na atmosfera, um grupo de gases com concentrações aproximadamente constantes 
(até cerca de 90km de altitude). São os chamados gases “permanentes” ou “não variáveis”, como o 
nitrogênio (78,08%) e oxigênio (20,94%). Os demais gases que não apresentam concentração fixa, 
são denominados gases “variáveis”. Dentre estes, destacam-se o vapor d’água, o dióxido de 
carbono (CO2), o ozônio (O3) que, apesar da pequena concentração na atmosfera, são de 
fundamental importância física, química e biológica. 
 
 EXERCÍCIOS 
1) Na tabela abaixo constam dados mensais de dezembro (1961-90) de temperatura do ar e de 
chuva de uma estação localizada em Florianópolis (latitude -27,8° e altitude de 5 metros). 
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Recorrendo aos dados meteorológicos da estação meteorológica do CCA e disponíveis no site do 
Laboratório de Climatologia Agrícola (link na capa da apostila), responda: 
Temp(°C) Chuva(mm)
1961 26,9 101,7
1962 27,1 14,9
1963 25,8 120,6
1964 26,0 82,5
1965 25,8 72,6
1966 26,6 120,6
1967 26,0 194,6
1968 24,7 69,2
1969 26,2 116,7
1970 24,4 244,4
1971 25,4 120,6
1972 26,0 221,4
1973 25,6 152,9
1974 25,9 258,4
1975 26,3 119,1
1976 26,0 200,8
1977 25,9 294,0
1978 25,8 251,0
1979 25,8 25,1
1980 27,5 6,0
1981 27,1 96,3
1982 25,8 47,0
1983 25,8 104,0
1984 27,3 282,5
1985 26,8
1986 27,1 78,8
1987 28,4 116,7
1988 341,4
1989 25,2 69,2
1990 26,5 133,8 
a) A chuva e a temperatura do ar no período dezembro de 2017 esteve acima, abaixo ou 
dentro da climatologia (considere dentro da média diferença de +/-1°C e +/-15mm). Mostre 
os valores que levaram as respostas. 
b) Que tipos de dados meteorológicos são considerados os obtidos na estação meteorológica 
do CCA? (instrumentais, derivados ou sensoriais) 
c) Se houvesse uma comparação com dados de outra estação meteorológica localizada em 
latitude e altitude maiores, qual seria a tendência dos registros de temperatura do ar? Por 
quê? 
 
2) Referente aos sub-sistemas que compõe uma estação meteorológica automática (EMA), marque 
a alternativa que representa corretamente a seguinte ordem: energia; coleta de dados; 
armazenamento; comunicação. 
( ) 1; 2; 4; 3 ( ) 2; 1; 3; 4 
( ) 2; 4; 1; 3 ( ) 4; 3; 2; 1 
( ) 3; 1; 2; 4 ( ) 3; 4; 2; 1 
 
 
 
 
 
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3) Um termógrafo e pluviógrafo forneceram os seguintes registros horários: 
 
Horário 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 
Temperatura (°C) 21,1 21,3 21,4 22,2 22,3 
Precipitação (mm) 0,0 0,1 0,7 1,2 0,3 
 
A resolução do termógrafo e pluviógrafo é, respectivamente: 
( ) 0,2°C e 0,2 mm ( ) 0,1°C e 0,1 mm 
( ) 0,1°C e 0,2 mm ( ) 0,1°C e 1,0 mm 
( ) 1,0°C e 1,0 mm ( ) 0,2°C e 0,5 mm 
 
 
Bibliografia recomendada: 
PEREIRA, A.R.; ANGELOCCI, L.R.; SENTELHAS, P.C. Agrometeorologia: fundamentos e 
aplicações práticas. Editora Agropecuária, 478p. 2002 
VIANELLO, R.L.; ALVES, A.R. Meteorologia básica e aplicações. Editora UFV, 449p. 1991