Avaliacao bimestral 2020-2 [Prova 1]

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
INSTITUTO DE PESQUISAS HIDRÁULICAS 
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL 
Disciplina de Climatologia Ambiental I 
Avaliação Bimestral 1 
Nome: ________________________________________ Matrícula:_______________ Data: 06/05/2019 
 
 
Sobre a estrutura da atmosfera terrestre 
1. Os dados apresentados na Tabela 1 apresentam o perfil atmosférico obtidos de modelos da NASA, que podem ser 
acessados em https://atmcorr.gsfc.nasa.gov, referentes ao dia 28 de Janeiro de 2021 21 horas UTC (tempo universal 
coordenado) para a cidade de Porto Alegre (considerando as coordenadas 30 graus de latitude Sul e 51 graus de 
longitude Oeste). Com base nas condições do perfil atmosférico: 
 
a. apresente gráficos relacionando a altitude do perfil atmosférico com as variáveis ambientais de temperatura 
do ar, pressão atmosférica e umidade relativa do ar; (0,5 ponto) 
b. com base nos gráficos de temperatura do ar e pressão atmosférica, determine a altitude da troposfera; (0,5 
ponto) 
c. determine o gradiente térmico ambiental médio da troposfera e da estratosfera; (0,5 ponto) 
d. explique as variações da umidade relativa do ar ao longo do perfil atmosférico. (0,5 ponto) 
 
Tabela 1. Perfil atmosférico da cidade de Porto Alegre, referente ao dia 28 de Janeiro de 2021 21 UTC. 
Altitude Pressao Atmosferica Temperatura do Ar Umidade Relativa do ar 
(km) (hPa) (oC) (%) 
0,046 1002,212 29,507 70,360 
0,065 1000,000 25,973 75,300 
0,288 975,000 23,605 83,260 
0,515 950,000 21,492 90,140 
0,746 925,000 19,665 94,920 
0,982 900,000 18,226 96,880 
1,471 850,000 15,921 91,060 
1,985 800,000 13,538 88,160 
2,528 750,000 10,709 94,980 
3,101 700,000 7,692 98,000 
3,709 650,000 4,640 98,000 
4,357 600,000 1,248 98,000 
5,053 550,000 -2,749 98,000 
5,802 500,000 -7,328 98,940 
6,615 450,000 -12,227 99,880 
7,506 400,000 -17,134 99,920 
8,496 350,000 -23,046 97,060 
9,607 300,000 -30,862 100,000 
10,872 250,000 -41,288 100,000 
12,349 200,000 -52,973 79,420 
14,141 150,000 -66,770 64,700 
16,535 100,000 -73,987 30,940 
18,607 70,000 -74,157 1,000 
20,597 50,000 -66,678 1,000 
23,780 30,000 -56,197 1,000 
26,391 20,000 -50,172 1,000 
31,034 10,000 -38,820 1,000 
35,000 6,520 -27,950 0,010 
40,000 3,330 -15,650 0,006 
45,000 1,760 -3,250 0,003 
50,000 0,951 2,550 0,002 
70,000 0,067 -55,050 0,001 
100,000 0,000 -82,650 0,016 
 
 
Sobre umidade atmosférica 
2. Uma notícia disponível na página da CNN Internacional, disponível em http://edition.cnn.com/2016/11/18/africa/fog-
catchers-morocco/index.html, veiculou a possibilidade de coleta de água em áreas áridas e semiáridas a partir de névoa 
do ar. Em uma breve tradução da notícia, os jornalistas apresentam os “Caçadores de névoa do deserto que produzem 
água a partir do ar, em áreas montanhosas nas bordas do deserto do Saara, onde grandes redes de malha capturam 
nuvens de névoa, transformando-as em água potável” (Figura 1). Considerando a reportagem veiculada: 
 
a. explique o processo de coleta de água a partir do ar, considerando os processos físicos da atmosfera e de sua 
circulação; (0,5 ponto) 
b. explique quais as condições atmosféricas e de superfície que poderiam potencializar a coleta de vapor d’água 
atmosférico; (0,5 ponto) 
c. estime o volume de ar necessário para gerar 100 kg de água, considerando que uma massa de ar possui 
umidade relativa de 60% a uma temperatura de 32°C, sendo resfriada a 5°C, provocando a condensação de 
vapor. (1,0 ponto) 
 
 
Figura 1. Redes de coleta de vapor d’água atmosférico instaladas em Tenerife (Espanha) e Marrocos. Fonte: CNN (2016). 
 
Sobre o balanço radiativo e energético entre a superfície e a atmosfera 
3. A partir do portal do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET, que pode ser acessado a partir do endereço 
http://inmet.gov.br), selecione os dados das estacoes meteorológicas automáticas das estacoes de Porto Alegre (A801), 
Brasília (A001) e Manaus (A101), referentes a um ano completo (por exemplo, 2020, 2019 ou outro de interesse, 
buscando minimizar o numero de falhas ou dados ausentes). As três estacoes automáticas estão localizadas em um perfil 
latitudinal que englobam climas (i) subtropical, (ii) tropical com verão seco e (iii) tropical úmido, respectivamente. Com 
base nos dados, explique as diferenças meteorológicas das três áreas, considerando (elabore gráficos comparativos para 
justificar sua resposta): 
a. o ângulo zenital solar (em graus) ao meio-dia. (0,5 ponto) 
b. a radiação solar incidente no topo da atmosfera. (0,5 ponto) 
c. o balanço radiativo de ondas curtas, ondas longas e saldo de radiação. (0,5 ponto) 
d. a transmissividade atmosférica. (0,5 ponto) 
 
4. Em um local específico, a média diária de longo do saldo de radiação (Rn) corresponde a 150 W/m2 enquanto a 
precipitação é igual a 2,5 mm dia. Qual o principal fator limitante do fluxo de calor latente: água ou energia? Explique. 
(1,0 ponto) 
 
5. Bergen (Figura 2) é uma cidade portuária localizada na costa oeste da Noruega, a 60° de latitude Norte e 5° de longitude 
Leste. É a segunda maior cidade do país, com 250 mil habitantes e está localizada em meio a 7 montanhas, o que lhe 
confere o título de cidade mais bela da Noruega, mas também o título da cidade mais chuvosa da Europa. A Tabela 2 
apresenta as médias mensais das componentes do balanço energético terrestre obtidas a partir de medições do sensor 
CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) para o período 2001-2015. 
 
 
Figura 2. Cidade de Bergen, localizada na costa sudoeste da Noruega, durante os meses de inverno e verão. 
 
Tabela 2. Médias mensais (2001-2015) do balanço energético entre superfície e atmosfera para a cidade de Bergen 
(Noruega) obtidas a partir de estimativas do sensor CERES. 
SW Down SW Up LW Down LW Up 
JAN 10.2 1.5 286.1 328.4 
FEV 32.4 5.1 283.7 325.2 
MAR 77.3 9.0 286.1 329.3 
ABR 141.2 11.0 295.7 342.2 
MAI 201.3 15.6 307.8 358.0 
JUN 223.4 15.2 324.3 377.0 
JUL 196.7 12.6 344.7 389.9 
AGO 151.1 9.7 344.4 392.3 
SET 89.6 5.1 331.0 376.5 
OUT 44.3 3.3 312.1 357.7 
NOV 15.2 2.1 301.2 344.7 
DEZ 6.7 1.0 290.0 334.3 
 
As siglas das componentes do balanço energético utilizadas na Tabela 2 são apresentadas abaixo: 
§ SW Down = Radiação de ondas curtas incidentes na superfície (W m-2) 
§ SW Up = Radiação de ondas curtas refletidas na superfície (W m-2) 
§ LW Down = Radiação de ondas longas emitidas pela atmosfera (W m-2) 
§ LW Up = Radiação de ondas longas emitidas pela superfície (W m-2) 
A partir dos dados apresentados na Tabela 2, estime a média de horas de brilho solar para cada mês do ano em Bergen. (2,0 
ponto) 
 
6. No filme Perdido em Marte (2015), Matt Damon interpreta um astronauta que é enviado a uma missão em Marte. Após 
uma severa tempestade ele é dado como morto, abandonado pelos colegas e acorda sozinho no misterioso planeta com 
escassos suprimentos, sem saber como reencontrar os companheiros ou retornar à Terra. Considerando seus 
conhecimentos sobre balanço de energia, estime qual a temperatura média na superfície em Marte que o astronauta 
enfrentou ao viver nesse planeta. Considere que Marte possui atmosfera e efeito estufa desprezíveis e o albedo de 
superfície é igual a 0.15. (1,0 ponto)