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Parte 1. Conteúdo 2 • Conceitos básicos • Evolução e história • Formação e composição da atmosfera • Camadas atmosféricas • Radiação solar • Ozônio estratosférico.

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1 Parte 1

2 Conteúdo 2 • Conceitos básicos • Evolução e história • Formação e composição da atmosfera • Camadas atmosféricas • Radiação solar • Ozônio estratosférico • Efeito estufa • Água na atmosfera • Umidade e pressão de vapor • Condensação: nevoeiros, orvalho e nuvens • Estabilidade e formação de nuvens • Movimentos da atmosfera • Rotação da Terra e sua influência na atmosfera • Vento geostrófico e força de Coriolis • Sistemas atmosféricos (massas de ar, frentes, ciclones etc) • Clima e mudanças climáticas

3 Parte 1  Ciências atmosféricas e a meteorologia  Conceitos básicos  Evolução histórica da meteorologia 3

4 Ciências Atmosféricas  Ciências atmosféricas: estudo da atmosfera da Terra na sua forma mais ampla, envolvendo todos os fenômenos atmosféricos, como por exemplo: 1. Eletricidade atmosférica 2. Formação de nuvens 3. Precipitação 4. Tempestades 5. Ciclones extratropicais e furacões 6. Mudanças climáticas, etc 4

5 Áreas das ciências envolvidas  Meteorologia;  Oceanografia;  Geologia;  Astronomia;  Geoquímica;  Glaciologia;  Matemática aplicada e ciência da computação;  Física solar e do espaço;  Física do aerossol;  Sensoriamento remoto;  Biometeorologia  Etc. 5

6 Meteorologia  Meteorologia é a ciência que estuda a atmosfera da Terra com enfoque na descrição e previsão dos padrões de tempo e clima.  METEOROS(μέτέορος) em grego significa suspenso no ar. Os termos “meteoros” ou “meteoritos” são utilizadas para denominar os corpos que atingem a Terra, tem a mesma origem e significado. 6

7  TEMPO METEOROLÓGICO: estado da atmosfera relativo a temperatura, nuvens, precipitação, vento etc.  CLIMA: tempo meteorológico médio de uma determinada região. Vem da palavra grega κλιμα que significa “inclinação”. 7

8 Meteorologia - Climatologia  Meteorologia: descreve os fenômenos atmosféricos e a sua variação temporal;  Climatologia: descreve os fenômenos atmosféricos de longo período de tempo do ponto de vista estatístico. 8

9 Meteorologia  Meteorologia física  Meteorologia sinótica  Meteorologia dinâmica 9

10 Meteorologia Física  A meteorologia física descreve a estrutura e a composição da atmosfera, os processos físicos envolvidos em seus fenômenos e a propagação de energia  A meteorologia física também aborda os aspectos físicos da atmosfera associados a processos químicos, incluindo o estudo dos fenômenos da alta atmosfera denominado de “Aeronomia”. 10

11 11

12 Aurora Polar 12

13 Termodinâmica da Atmosfera 13 Perfil da Radiossondagem Para S.Paulo Capital

14 Meteorologia Sinótica  Na meteorologia sinótica os movimentos atmosféricos de grande escala são descritos, analisados e previstos.  A meteorologia sinótica está enraizada nos métodos empíricos que surgiram no começo do século 20, com o estabelecimento da rede de observações simultâneas (sinóticas) de superfície. A palavra grega synoptikos (σινοτικος) significa “obter uma visão geral de um local”. 14

15 Mapa de pressão atmosférica 15

16 16

17 Precipitação - Catarina 17

18 Meteorologia Dinâmica  Os movimentos atmosféricos são descritos a partir das leis da dinâmica dos fluidos.  Leis da dinâmica dos fluidos: Leis de Newton aplicadas a atmosfera.  Segunda Lei de Newton (F = m a). 18

19 Terra é um sistema de referência não inercial 19

20 História de Meteorologia  A meteorologia surgiu na antiguidade com trabalho “METEOROLÓGICA” escrito por Aristóteles (384 – 322 aC) 20

21 21 Torres dos Ventos Atenas, século I aC

22 Galileu Galilei  No século XVI, Galileu Galilei, estabeleceu as bases científicas para a observação dos fenômenos meteorológicos através da invenção de termômetro.  Galileu Galilei, 1564-1642. 22

23 Invenção do Termômetro Termômetro de Galileu. 23 Retrato descrevendo o experimento de Galileu sobre temperatura.

24 Leonardo da Vinci 24 Sensor de umidade do ar inventado por Leonardo da Vinci (1452-1519)

25 Higrômetro (umidade do ar) 25 Higrômetro de fio de cabelo humano inventado por Horace Bénédict de Saussure (1783).

26 Anemômetro ( Velocidade do Vento ) 26 Sensor de velocidade do vento inventado por Leonardo da Vinci (1452-1519).

27 Anemômetro de concha 27 Anemômetro de concha utilizado para medir velocidade do vento em 1880.

28 Anemômetro de hélice 28 Mede a velocidade e a direção do vento.

29 Anemômetro sônico 29 Mede velocidade do vento medindo a variação na fase da onda de som produzida pelo deslocamento do ar (Efeito Doppler).

30 Telégrafo  Em meados do século XIX, a meteorologia ganhou um grande impulso com o surgimento do telégrafo (1837-43).  O Telégrafo permitiu transmitir as informações meteorológicas, feitas de forma rotineira, em diferentes partes do mundo.  Surgiram os primeiros mapas meteorológicos de superfície e as primeiras tentativas de formular os mecanismos físicos associados aos ventos e as tempestades. 30

31 Organização Meteorológica Internacional 31 Em agosto de 1853 foi realizada em Bruxelas, Bélgica, a primeira conferência Meteorológica Internacional. 1873 é fundada em Viena, Áustria, a Organização Meteorológica Internacional (“International Meteorological Organization”), com objetivo de organizar a rede de observação meteorológica e disponibilizar as informações para os países membros. Foi feita a padronização nas técnicas e horários de observação.

32 Teoria da Frente Polar 32 Na década de 1920 foi formulada a teoria da Frente Polar (“Polar Front”) pela “Escola Norueguesa”. A escola norueguesa de meteorologia foi formada por Vilhelm Bjerknes (1862-1951), físico norueguês que, entre outras coisas, desenvolveu o “Teorema da Circulação” e estabeleceu as bases matemáticas para previsão de tempo. Vilhelm Frimann Koren Bjerknes (1862-1951), Oslo, Noruega.

33 Teoria do Ciclone Extratropical 33 Nesse período Jacob Bjerknes (1895-71), filho de Vilhelm Bjerknes, publicou o artigo clássico “On the structure of moving cyclones” introduzindo o conceito de ciclone extratropical, um conceito fundamental para o desenvolvimento da previsão tempo. Jacob Aall Bonnevie Bjerknes, 1897-1975, Estocolmo, Suécia.

34 Vorticidade 34 Rossby foi um forte defensor da vorticidade como propriedade fundamental na análise dos escoamentos atmosféricos de larga escala. A solução da equação da conservação de vorticidade obtida por Carl Rossby ganhou bastante reconhecimento, passando a ser denominada de “Ondas de Rossby” em sua homenagem. Carl-Gustav ROSSBY (1898-1957).

35 Previsão numérica de tempo 35 Em 1922, o meteorologista Britânico Lewis Fry Richardson publicou um trabalho onde foi apresentado, pela primeira vez, o resultado da previsão de tempo através da solução numérica das equações do movimento. Lewis Fry Richardson, 1881- 1953, Newcastle, Inglaterra.

36 Radiosondagem 36 Na década de 1940 começaram a ser realizadas as sondagens verticais de temperatura, umidade e vento, com balões atmosféricos de forma rotineira em diferentes partes do mundo. Surgiram as primeiras descrições tridimensionais dos campos de temperatura, vento e umidade.

37 Perfil vertical de temperatura potencial e umidade específica 37

38 Meteorologia do pós-guerra 38 Na década de 1950 iniciou-se o desenvolvimento de computadores com objetivo da previsão do tempo. Na década de 1950 os radares, desenvolvidos durante a segunda guerra mundial, foram adaptados para medir gotas de nuvem e precipitação. Em 1960 for lançado o primeiro satélite meteorológico TIROS I, iniciando a era espacial da meteorologia.

39 Organização Meteorológica Mundial  Criada em 23 de março de 1950, para suceder a OMI, a Organização Meteorológica Mundial (OMM) é uma agência das Organizações das Nações Unidas (ONU) especializada em meteorologia (tempo e clima), hidrologia operacional e ciências geofísicas relacionadas.  OMM ou World Meteorological Organization (WMO)  Web - http://www.wmo.int/http://www.wmo.int/ 39

40 OMM  A OMM é a voz autorizada da ONU sobre o estado e o comportamento da atmosfera da Terra, sua interação como os oceanos, o clima que ela produz e a distribuição resultante dos reservatórios de águas. 40

41 Objetivos da OMM  Facilitar a cooperação em escala mundial na instalação de redes de estações para a execução de observações meteorológicas, hidrológicas e outras observações geofísicas relacionadas com a meteorologia e promover a criação e manutenção de centros destinados à prestação de serviços de meteorologia e afins;  Padronização das observações meteorológicas e afins e assegurar a publicação uniforme das observações e estatísticas;  Padronização das observações e publicações; 41

42 Objetivos da OMM  O desenvolvimento da hidrologia operacional;  Sistema de processamento e troca de dados;  Aplicações para o desenvolvimento sócio-econômico (transporte, água, agricultura, oceanos, controle de poluição, etc), proteção ambiental e formulação de políticas para prevenção e mitigação de desastre;  Pesquisa e treinamento.  IPCC – Painel Inter-governamental de Mudanças Climáticas. 42

43 Meteorologia atual  Satélites apresentam resolução espacial da ordem de metros.  Sondagens atmosféricas são feitas com GPS.  Supercomputadores permitem previsão de tempo com 3 dias de antecedência com índice de acerto da ordem de 90%. 43

44 Início da Meteorologia no Brasil  Em 1827 por D. Pedro I cria o Observatório Astronômico.  Em 1888, o Ministério da Marinha criou a Repartição Central Meteorológica e começou a instalar postos meteorológicos em vários pontos do território nacional, além do Observatório Central, situado no Morro de Santo Antônio, no Rio de Janeiro.  Início das medidas sistemáticas em São Paulo em 1887 na Rua da Consolação 44

45 45 anos JanFev.marabrilmaiojunhojulhoagossetoutnovdez média 188718,017,416,615,112,310,910,210,414,014,614,717,514,3 188815,816,817,016,413,511,910,412,617,319,717,418,915,6 188919,318,719,116,414,410,312,0 11,914,516,018,615,3 189018,418,718,213,513,78,910,610,914,612,614,617,114,3 189117,418,817,115,412,4 11,611,013,515,515,315,414,7 189218,419,518,916,011,610,46,811,512,814,214,914,414,1 189317,715,816,613,111,810,78,110,4 12,512,714,612,9 189418,817,816,713,910,99,06,78,811,514,515,216,713,4 189517,816,917,714,012,18,58,611,211,714,616,016,713,8 189617,5 17,313,611,2 9,810,812,614,615,918,614,2 189718,416,815,515,213,710,38,911,111,213,513,817,113,8 189818,819,116,915,510,010,29,810,410,012,615,217,213,8 189917,718,118,616,914,010,511,113,113,715,917,216,315,3 190017,717,517,614,913,911,89,711,513,314,815,616,714,6 200222,321,423,622,218,918,615,719,217,122,021,422,620,4

46 Criação do INMET 46 Em 1909 é fundada o Instituto Nacional de METeorologia do Brasil (INMET). Atualmente o INMET é um órgão pertencente ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. O INMET é responsável pela meteorologia no Brasil, representando o País junto à Organização Meteorológica Mundial (OMM), entidade das Nações Unidas para meteorologia e hidrologia. Sua sede no Brasil, está localizada em Brasília (http://www.inmet.gov.br).http://www.inmet.gov.br

47 Primeiras previsões de tempo  A partir de 1917, o INMET passou a publicar as previsões de tempo para o Estado do Rio de Janeiro, coordenadas pelo meteorologista Joaquim Sampaio Ferraz.  Em 1964 foi criado o Departamento de Meteorologia no Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio de Janeiro.  Em 1964 entrou em operação de forma rotineira no Brasil o sistema de sondagem através de radiossondas. 47

48 Meteorologia do Brasil entra na era dos satélites  Em 1968, o serviço de previsão do Departamento Nacional de Meteorologia começou a receber e utilizar as fotos transmitidas pelos satélites meteorológicos “ESSA” e “NIMBUS”.  A partir de 1970, o Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE), em São José dos Campos, Estado de São Paulo, passou a receber e retransmitir os dados e as imagens fornecidas pelos satélites meteorológicos, o europeu “METEOSAT” e o norte-americano “GOES”. 48

49 Cursos de Meteorologia no Brasil  Em 1958, foram criados cursos de formação de técnicos em meteorologia.  As décadas de 60-80 foram marcadas pelo surgimento dos cursos de graduação e pós-graduação em meteorologia na Universidade de São Paulo, Universidade Federal Pelotas, Rio de Janeiro, Pará, Paraíba e Alagoas.  A década de 1990 foi marcada pelo estabelecimento da previsão numérica de tempo no INMET e INPE. 49


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