Climatologia – Módulo I Curso de Meteorologia

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1 Climatologia – Módulo I Curso de Meteorologia
Elementos climáticos Climatologia – Módulo I Curso de Meteorologia IFSC Florianópolis

2 Fatores Climáticos Os fatores climáticos podem ser definidos como agentes que determinam em um dado lugar, o regime de cada elemento do clima. Astronômicos Latitude Topografia Continentalidade Correntes Marítimas Massas de Ar

3 Elementos Climáticos “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.” Radiação Solar Temperatura do Ar Pressão Atmosférica Ventos Evaporação Umidade do ar Nuvens Precipitação

4 Radiação Solar Espectro Eletromagnético...  Comprimento de onda
A Radiação Solar chega a atmosfera em todos os comprimentos de ondas e freqüência, principalmente entre 0,2 e 3,0 m. Espectro Eletromagnético... ... é o intervalo completo da radiação eletromagnética.  Comprimento de onda  Comprimento de onda  Energia  Energia

5 Onda Curta (Sol) x Onda Longa (Terra)
Radiação Solar Onda Curta (Sol) x Onda Longa (Terra)

6 Radiação Solar INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR O FLUXO DE RADIAÇAO SOLAR (ONDA CURTA) Piranômetro: Mede a radiação solar global ou difusa. Piranômetro com anel de sombreamento: Mede a radiação solar difusa. Pireliógrafo: Instrumento para registrar a radiação solar direta.

7 Radiação Solar Actinógrafo ou Piranógrafo
INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR O FLUXO DE RADIAÇAO SOLAR (ONDA CURTA) Actinógrafo ou Piranógrafo Instrumento registrador do fluxo de radiação solar. Unidade: cal/min/cm2 Estação Meteorlógica do IFSC

8 Radiação Solar Outros instrumentos relacionados à radiação Heliógrafo:
Instrumento que registra a duração da insolação ou tempo brilho solar, em horas. Pirgeômetro: mede o fluxo de radiação terrestre (onda longa). Saldo-radiômetro: mede o balanço de radiação na superfície: solar + terrestre

9 Unidades de medida dos medidores de fluxo de radiação
Radiação Solar Unidades de medida dos medidores de fluxo de radiação Fluxo de radiação é dado em potência (energia por unidade de tempo) por unidade de área. Unidades: 1 cal/min/cm2 ≈ 700 J/s/m2 ≈ 700 watt/m2 Energia/tempo 1 m Área = 1 m2 1 m

10 Elementos Climáticos Pressão Atmosférica Ventos Umidade do ar Evaporação Nuvens Precipitação Radiação Solar Temperatura do Ar “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.”

11 Temperatura do Ar TEMPERATURA x TEMPERATURA DO AR
Temperatura  é uma grandeza física que mede o nível de agitação das moléculas que constituem o corpo. Temperatura do ar é o valor lido em um termômetro que é exposto ao ar abrigado da radiação solar direta. Vejamos o que acontece com o termômetro... Moléculas com pouca velocidade Moléculas com muita velocidade

12 Temperatura do Ar Como se obtém o valor da temperatura do ar?
Existem normas de medição para que possa comparar medidas de locais diferentes. A medida deve ser feita à sombra, a 1,5m de altura da superfície com grama, com pouca ventilação e sem interferência artificial. Escalas de temperatura utilizadas Grau Celsius ou Centígrado (°C ) Fahrenheit (ºF) Kelvin (K) No Brasil é adotado a unidade de °C Ponto de ebulição da água Valor da temperatura desejado Ponto de fusão do gelo

13 Ciclo Diário da Temperatura do Ar São José dos Campos – SP (1974-1997)
19,9 28,5 13,5 23,5 Função do movimento de rotação da Terra; Temperatura mínima entre 6 e 8 horas; Temperatura máxima entre 15 e 16 horas.

14 Ciclo Mensal da Temperatura do Ar São José dos Campos – SP (1974-1997)
23,8 17,0 Função do movimento de translação da Terra; Temperatura máxima em Fevereiro; Temperatura mínima entre Junho e Julho.

15 Temperatura do Ar

16 Temperatura do Ar

17 Temperatura do Ar Termômetro de máxima e mínima: Indicam as temperaturas máxima e mínima do ar (°C) ocorridas no dia. Termógrafo: Registra a temperatura do ar.

18 Elementos Climáticos Pressão Atmosférica Ventos Umidade do ar Evaporação Nuvens Precipitação Radiação Solar Temperatura do Ar “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.”

19 Pressão Atmosférica O que é Pressão Atmosférica? É a pressão exercida pela atmosfera sobre qualquer superfície, em virtude de seu peso. Equivale ao peso (força peso) de uma coluna de ar com 1 m2 de base que se estende desde um nível dado até o limite superior da atmosfera. Suas características: Ao nível do mar, a pressão atmosférica é, em média, de 760 mmHg  1 atm  1013 hPa que corresponde ao peso de uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura; O instrumento utilizado para medir a pressão é o barômetro de mercúrio, barômetro aneróide ou o barógrafo; A pressão atmosférica  com o  altitude; A pressão atmosférica também tem uma relação com a temperatura.

20 PRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURA
Com a radiação solar incidindo sobre uma superfície o solo irá ser aquecido, assim, o ar próximo desse solo também será aquecido; Ao ser aquecer, o ar quente irá subir para a atmosfera, pois ele está menos denso que o ar vizinho;

21 PRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURA
Quando o ar quente está subindo a pressão sobre a superfície irá diminuir, formando o núcleo de baixo valor de pressão em relação à vizinhança; Esse núcleo é denominado baixa. O contrário ocorre quando o ar frio desce, a pressão sobre a superfície irá aumentar, formando o núcleo de alto valor de pressão em relação a vizinhança; Esse núcleo é denominado alta pressão.

22 Pressão Atmosférica Tipos de instrumentos utilizados:
Barômetro (primeiro instrumento meteorológico inventado por Torricelli, 1643 DC) A mola aneróide expande e retrai com a variação da pressão. A alavanca transfere o movimento para a pena. A pena move-se de acordo com o movimento do aneróide. O movimento da pena registra no gráfico a variação da pressão no decorrer do tempo. Barógrafo

23 Elementos Climáticos Pressão Atmosférica Ventos Umidade do ar Evaporação Nuvens Precipitação Radiação Solar Temperatura do Ar “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.”

24 Ventos O que são ventos? São deslocamentos de ar das zonas de alta pressão para as zonas de baixa pressão. A diferença entre as pressões atmosféricas dessas regiões determina a velocidade do vento. Célula de Hadley

25 Ventos A velocidade do vento é medida em metros por segundo, por um aparelho chamado anemômetro. A biruta ou o anemoscópio são usados para indicar a direção e o sentido do vento. Anemômetro Anemômetro Digital Biruta “Os ventos podem ser constantes, ou regulares, periódicos, variáveis, ou irregulares e locais”. Anenoscópio

26 PRINCIPAIS TIPOS DE VENTOS:
Constantes: alísio contra-alísio Periódicos: brisa monção Variáveis ou irregulares: locais

27 ALÍSIOS E CONTRA-ALÍSIOS
Ventos constantes ALÍSIOS E CONTRA-ALÍSIOS Alísios são os ventos que sopram constantemente dos trópicos para o equador, em superfície e baixos níveis. Os alísios são ventos que transportam umidade. Sua convergência em baixos níveis na região equatorial provoca chuvas intensas. Ventos Alísios (baixos níveis) Escalas Espacial: global Ciclo sazonal

28 Ventos constantes Os contra-alísios sopram do equador para os trópicos, em altos níveis. Os contra-alísios são ventos secos e responsáveis pelas regiões de calmaria e sem a presença de nuvens que geralmente ocorrem ao longo dos trópicos. Os maiores desertos da Terra se encontram juntos a essas zonas de calmaria nos trópicos. Ventos Contra-alísio (altos níveis)

29 Zona de convergência intertropical

30 OL emitida OC refletida

31 Ventos periódicos MONÇÕES
São ventos que invertem de sentido numa escala sazonal (ciclo dãs estações do ano). Por exemplo as monções no sudeste asiático. Escala espacial continental e ciclo sazonal. Monções Marítimas: sopram do Oceano Índico para o continente e provocam chuvas excessivas na Índia e sudeste asiático, causando enchentes e inundações. Monções continentais: sopram do continente para o Oceano Índico e provocam estiagens ou secas prolongadas na Índia e no sudeste da Ásia.

32 Ventos periódico AS BRISAS
As brisas são ventos periódicos que sopram , durante o dia, do mar para o continente e, durante a noite, do continente para o mar devido ao efeito do aquecimento diferencial entre os dois tipos de superfície. Brisa Marítima Brisa Terrestre Escala espacial: local (costeiro) Escala temporal: ciclo diurno

33 Elementos Climáticos Pressão Atmosférica Ventos Umidade do ar Evaporação Nuvens Precipitação Radiação Solar Temperatura do Ar “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.”

34 “A capacidade do ar de reter vapor d´água depende da sua temperatura.”
Umidade do Ar “A capacidade do ar de reter vapor d´água depende da sua temperatura.”  temperatura -  capacidade de reter vapor  temperatura -  capacidade de reter vapor UR = quantidade de vapor = [%] quantidade máxima (Tar)

35 Ciclo diurno de umidade e temperatura do ar
Umidade do Ar Ciclo diurno de umidade e temperatura do ar UR = quantidade de vapor = [%] quantidade máxima (Tar)

36 Elementos Climáticos Pressão Atmosférica Ventos Umidade do ar Evaporação Nuvens Precipitação Radiação Solar Temperatura do Ar “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.”

37 Evaporação Evaporação passagem da água da fase líquida para gasosa (vapor) que deve acontecer em regiões com disponibilidade de água (superfície líquida, com vegetação, por evapotranspiração, solos úmidos) e capacidade do ar em reter umidade (baixa umidade relativa e pelos ventos. A evaporação é um componente do ciclo hidrológico

38 Elementos Climáticos Pressão Atmosférica Ventos Umidade do ar Evaporação Nuvens Precipitação Radiação Solar Temperatura do Ar “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.”

39 Nuvens Definição: As nuvens são a umidade do ar condensada (passa do estado de vapor para líquido). São constituídas por gotículas d'água e/ou cristais de gelo. Classificação: Nuvens Altas: base acima de 6km de altura – sólidas; Tipos: Cirrus (Ci), Cirrustratus (Cs) Cirruscumulus (Cc); Nuvens Médias: base entre 2 a 4 km de altura nos pólos, entre 2 a 7 km em latitudes médias, e entre 2 a 8 km no equador - líquidas e mistas; Tipos: Altocumulus (Ac), Altostratus (As) e Nimbustratus (Ns); Nuvens Baixas: base até 2km de altura – líquidas Tipos: Cumulus (Cu), Stratus (St), Stratocumulus (Sc) e Cumulunimbus (Cb).

40 Nuvens Nuvens Altas Cirrustratus (Cs) Cirrus (Ci) Cirruscumulus (Cc)

41 Nuvens Nuvens Médias Altostratus (As) Altocumulus (Ac)
Nimbustratus (Ns)

42 Nuvens Nuvens Baixas Cumulus (Cu) Stratocumulus (Sc) Stratus (St)
Cumulunimbus (Cb)

43 Elementos Climáticos Pressão Atmosférica Ventos Umidade do ar Evaporação Nuvens Precipitação Radiação Solar Temperatura do Ar “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.”

44 Precipitação Caracteriza-se como precipitação qualquer forma de deposição de água na superfície no estado líquido ou sólido: chuva, queda de granizo, geada, orvalho, garoa, entre outras formas. A precipitação é um componente do ciclo hidrológico. Orvalho Nevoa úmida Nevoeiro Chuva Granizo Neve

45 Precipitação TIPOS DE PRECIPITAÇÃO: Convectivas:
Ocorre devido ao aquecimento intenso da superfície e à evaporação. Ao aquecer, a superfície aquece o ar em baixos níveis. Aumentando a temperatura e a umidade, esse ar tende a ficar menos denso e a subir, gerando os movimentos convectivos (plumas). Esses movimentos se intensificam, levando vapor para altos níveis, o qual condensa e vem a precipitar posteriormente.

46 Precipitação TIPOS DE PRECIPITAÇÃO: Convectivas:
Atmosfera instável (ar frio sobre ar quente) Nuvens com maior desenvolvimento vertical e frias Escala espacial: unidades a dezenas de km. Intensidade das chuvas: moderada a alta. Curta duração: minutos a algumas horas.

47 Precipitação TIPOS DE PRECIPITAÇÃO: Estratiformes: Atmosfera estável
Aporte de umidade de ventos úmidos Nuvens baixas e quentes Escala espacial de dezenas a centenas de km; Intensidade da chuva: fraca a moderada Longa duração: de horas a dias, podendo haver intervalos.

48 Precipitação TIPOS DE FORMAÇÃO: Orográficas:
Ocasionada pela topografia. Uma massa de ar umido ao encontrar um obstáculo pode ser forçada a subir para maiores altitudes. Ao subir o ar se resfria, condensando e precipitando. Escala espacial: unidades a dezenas de km Duração: algumas horas Intensidade: variável

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50 Climatologia Curso Técnico de Meteorologia

51 A palavra atmosfera em grego significa
Atmosfera Terrestre O que é atmosfera? É uma camada de ar que possui cerca de 700 km de espessura, onde exerce uma pressão sobre a superfície da Terra. A palavra atmosfera em grego significa “esfera de vapor”. Qual a sua importância na nossa vida?

52 Composição da Atmosfera (20 km)
Atmosfera Terrestre Composição da Atmosfera (20 km) Ar seco Gás Volume Nitrogênio (N) 78,08 Oxigênio (O) 20,94 Argônio (Ar) 0,93 Dióxido de Carbono (CO2) 0,03 (variável) Hélio (He) 0,0018 Ozônio (O3) 0,00006 Hidrogênio (H) 0,00005 Criptônio (Kr) indício Metano (CH4) indícios Xenônio (Xe) Outros gases de procedência industrial; Partículas sólidas procedentes de combustões (fumaças); Areias transportadas pelo vento; Pequenos cristais de sal, desprendidos do mar.

53 Camadas da Atmosfera Exosfera

54 Fatores Climáticos Os fatores climáticos podem ser definidos como agentes que determinam em um dado lugar, o regime vigente para cada elemento climático. Astronômicos Latitude Topografia Continentalidade Correntes Marítimas Massas de Ar

55 Elementos Climáticos “Os elementos climáticos são responsáveis pela produção de tipos e variedades do tempo e clima.” É através dos elementos climáticos que conseguimos “traduzir” o estado e as características da atmosfera. Radiação Solar Temperatura do Ar Pressão Atmosférica Ventos Evaporação Umidade do ar Nuvens Precipitação

56 Astronômico MOVIMENTO DE ROTAÇÃO Dia e noite; Fuso horário; Coriólis;
Deformação da Terra;

57 MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO
Astronômico MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO Estações do ano; Ano bissexto (365d 5h 48m 48s);

58 A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano Equinócio de 23 de Setembro: Os raios solares incidem diretamente no equador, proporcionando igual duração dos dias e das noites nos dois hemisférios. No hemisfério sul ocorre a estação da primavera.

59 A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano Solstício de 21 de Dezembro: Os raios solares incidem diretamente na latitude do Trópico de Capricórnio, sendo, portanto, o verão no hemisfério sul. Os dias são mais longos e as noites mais curtas.

60 A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano Equinócio de 21 de Março: Os raios solares incidem diretamente sobre o Equador, proporcionando igual duração dos dias e das noites nos dois hemisférios. Ocorrendo o outono no hemisfério sul.

61 A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano Solstício de 21 de Junho: Os raio solares incidem diretamente sobre o Trópico de Câncer, no hemisfério norte, sendo, portanto, o inverno no hemisfério sul. Os dias são mais curtos e as noites mais longas no hemisfério sul.

62 MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO
Astronômico MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO

63 Astronômico Movimento de precessão: giro do eixo de rotação da Terra em torno de um eixo central Ciclo completo ~ anos Prof. Bockzo - IAG/USP

64 Astronômico Obliquidade: variação da inclinação do eixo de rotação
Ciclo completo ~ anos Prof. Bockzo - IAG/USP

65 Excentricidade (e=f/a) da trajetória de translação
Excentricidade mínima = 0,005 Excentricidade máxima= 0,058 Excentricidade média= 0,028 Excentricidade atual=0,017 Ciclo completo ~ anos

66 O Ciclo de Milankoch (geofísico e astrônomo servio) descreveu os efeitos nas mudanças de movimentos astronômicos da Terra sobre o clima. Prof. Bockzo - IAG/USP

67 Latitude A área irradiada é maior em latitudes mais
altas, onde os raios solares incidem na superfície co alguma inclinação. menor latitude  =  maior temperatura maior latitude  =  menor temperatura

68 Latitude Sol no zênite; Máxima energia por área; Maior aquecimento.
Raios inclinados; Menor energia por área; Menor aquecimento.

69 Topografia  Altitude alto - temperatura; baixo - temperatura;
menor densidade do ar Pressão x Altura maior densidade do ar

70 Continentalidade Porção terra-água
Hemisfério Norte – Verão e Inverno rigorosos Hemisfério Sul – Verão e Inverno moderados

71 Correntes Marítimas CORRENTE QUENTE CORRENTE FRIA

72 Correntes Marítimas CORRENTE QUENTE 1- C. do Brasil
7 7- C. do Atlântico Norte 5 5- C. do Golfo 10 10- C. do Japão 6 6- C. Norte-Equatorial 3 3- C. das Guianas 9 9- C. das Monções 2 2- C. Sul-Equatorial 8 8- C. de Madagascar 11 11- C. Australiana 4 4- C. do Pacífico Sul

73 Correntes Marítimas CORRENTE FRIA 8- C. da Groelândia
7- C. do Labrador 7 9- C. Oiasivo 9 5- C. da Califórnia 5 6- C. das Canárias 6 2- C. do Peru 2 4- C. Antártica 4 1- C. do Atlântico Sul 1 3- C. das Falkland 3

74 Massas de ar

75 Massas de ar Tipos: Equatorial (E); Continental(C); Atlântico (A);
Pacífico(P)

76 Massas de ar Tipos: Equatorial (E); Continental(C); Atlântico (A);
Pacífico(P) Tropical (T)

77 Massas de ar Tipos: Equatorial (E); Continental(C); Atlântico (A);
Tropical (T) Polar (P) Tipos: Equatorial; Tropical; Polar.

78 FIM!