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Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC - 2006 O CLIMA DA TERRA Prof. OSWALDO MASSAMBANI, Ph.D. Professor.

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1 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Prof. OSWALDO MASSAMBANI, Ph.D. Professor Titular Departamento de Ciências Atmosféricas Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas Universidade de São Paulo Olimpíada Regional de Ciências - ATMOSFERA CDCC – 5 de agosto de 2006

2 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA 1.A história da Terra 2.Os parâmetros orbitais que afetam o clima da Terra 3.Os elementos do Sol e a atmosfera terrestre 4.As circulações atmosféricas 5.Os mecanismos que causam o tempo 6.O papel dos oceanos no clima da Terra 7.O clima em escala regional 8.Prevendo o tempo e o clima 9.Usando o radar meteorológico para monitorar a chuva 10.A modelagem numérica de nuvens Conteúdo

3 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Idade do Universo Big-Bang Formação da Terra Terra Atual Em torno de 14 a 15 bilhões de anos 4,6 bilhões ANO GEOLÓGICO

4 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Janeiro Geológico SegTerQuaQuiSexSábDom Formação da Terra Terra pastosa e muito quente Solidificação da crosta da Terra Crosta

5 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Outubro Geológico SegTerQuaQuiSexSábDom Temperatura na superfície da Terra = 50 C Atmosfera com 1% do Oxigênio atual Atmosfera igual à atual Explosão de Vida na Terra! ~ 4 bilhões de anos passados !

6 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Dezembro Geológico SegTerQuaQuiSexSábDom Aparecimento dos Dinossauros Aves, Mamíferos e Plantas com flores Extinção dos dinossauros Símios 17:30 Hominídeos 23:10 Homo Sapiens 23:59 História da Humanidade

7 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Os parâmetros orbitais que afetam o clima da Terra

8 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Parâmetros orbitais de MILANKOVITCH Sem a Lua a obliquidade da Terra variaria caóticamente, gerando dramáticas variações no clima. Talvez sem nossa Lua a vida poderia não existir na Terra. Com a máxima excentricidade, a diferença da radiação solar recebida entre o periélio e o afélio é de cerca de 30% OBLIQUIDADE - torque dos outros planetas causa um spinning do eixo. PRECESSÃO ELÍPTICA - a órbita eliptica da Terra gira ao redor de um foco. Obliqüidade Excentricidade Precessão

9 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA A Formação da LUA Várias teorias têm sido propostas para explicar a origem da Lua. A teoria que melhor explica as propriedades observadas da Luas é a de que um objeto muito grande colidiu com a Terra e o material expalhado lentamente coalesceu formando a Lua. Essa teoria explica a composição da Lua e sua inclinação orbital

10 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Os elementos do Sol e a atmosfera terrestre

11 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA A quantidade de radiação solar recebida por uma superfície em ângulo reto em relação à iluminação do sol no topo da atmosfera da Terra tem um valor médio de 1400 watts/m2 (suficiente para funcionar um pequeno secador de cabelos). Este valor é denominado de constante solar. Este mapa mostra a insolação anual média medida no topo da atmosfera terrestre entre o equador e os pólos. Elementos do Sol

12 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Estrutura vertical da Atmosfera

13 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Composição da Atmosfera N2ON2O 310 H2H2 CO ppb CO 2 CH 4 (1.8) ppm 380 Ne 18 He (5) HCHO 300 Etano SO 2 NO x ppt NH CH 3 OOH 700 H2O2H2O2 500 HNO outros H 2 O Argonio 20% 78% 1% Oxigênio Nitrogênio Ozônio

14 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Espectro Solar e Terrestre

15 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

16 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Evolução diurna da temperatura da superfície do Oceano vs. temperatura da superfície do continente Exemplo local do elevado calor específico da água

17 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Distribuição global dos desertos

18 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA As circulações atmosféricas

19 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Calor é transferido das baixas latitudes para as altas latitudes Balanço de radiação – ondas curtas e ondas longas

20 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

21 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Os jatos polares e subtropicais - correntes muito rápidas de vento Diretamente associados à posição das Ondas de Rossby

22 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA deserts Distribuição latitudinal da Precipitação e da Evaporação

23 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Precipitação anual (mm)

24 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Os mecanismos que causam o tempo

25 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Frente quente

26 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

27 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Frente fria

28 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

29 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

30 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA O papel dos oceanos no clima da Terra

31 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Figure 4.22 Uma circulação de cerca de 2000 anos ! Padrão de circulação oceânica

32 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Anomalia de temperatura da superfície do mar em dezembro de Os tons avermelhados indicam regiões com valores acima da média e os tons azulados as regiões com valores abaixo da média climatológica. Pode-se notar a região no Pacífico Central e Oriental com valores positivos, indicando a presença do El Niño. Dados cedidos gentilmente pelo Dr. John Janowiak - CPC/NCEP/NWS/NOAA-EUA.

33 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

34 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA O Clima em escala Regional

35 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Andagoya, Columbia, 5° N Clima Tropical Iquitos, Peru 4° S Calcutta, India 22.5° N,

36 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Clima árido e semi-árido Berbera, Somalia 10.5° N, Alice Springs, Australia 23.5° S,

37 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA New Orleans, USA 30° N Latitude Média Úmida London, England 51.5° N

38 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

39 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Prevendo o tempo e o clima

40 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Modelo Climático Global (grid 200 km x 200 km) Modelo Climático Regional (grid, 60 km x 60 km) Modelo Climático Regional (grid, 14 km x 14 km) Downscaling estatístico Modelos numéricos do tempo e do clima

41 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA Usando o radar meteorológico para monitorar a chuva

42 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

43 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA A modelagem numérica de nuvens

44 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA

45 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG-USP Olimpíada Regional de Ciências - CDCC O CLIMA DA TERRA GRATO PELA ATENÇÃO !


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