CLIMA

INTRODUÇÃO O clima afeta diversos aspectos da vida: tipo de moradia e vestuário paisagem agricultura sensações pessoais e cultura O “Clima” representa, para uma dada região: as condições médias do estado da atmosfera, durante um longo período de tempo (normalmente 30 anos) extremos sazonais de temperatura e precipitação freqüência e duração de extremos O “tamanho” dessa região pode ser: local (e próxima ao solo) – microclima pequena região (um hectare a alguns km2), ex.: floresta, vale, praia e cidade – mesoclima grande área (um estado, uma região, um pais) – macroclima toda a Terra – clima global

COMPÕEM-SE da atmosfera (nuvens, gases), da hidrosfera (rios, lagos, oceanos), da criosfera (gelo marítimo, calotas polares), das superfícies (deserto, floresta, savana, água), e da biosfera (ciclo de carbono, dinâmica da vegetação), e da interação entre estes sub-sistemas

O Sistema Climático

O CLIMA GLOBAL Fatores (ou controles) climáticos : Distribuição de continentes e oceanos Cadeias montanhosas (altitude) Correntes oceânicas e temp. superfície mar (tsm) Intensidade da radiação solar e sua variação com a latitude Tipo de superfície (ecossistemas) Sistemas predominantes de ventos e pressão

DISTRIBUIÇÃO DE CONTINENTES E OCEANOS E TOPOGRAFIA IMPLICAÇÕES : Capacidade térmica água > Capacidade térmica do solo  Variações de temperatura na água MENORES que no solo Altitudes mais altas  Temperaturas mais frias

EFEITO COMBINADO DE MONTANHAS E ESCOAMENTO BARLAVENTO SOTAVENTO quente e seco

CORRENTES OCEANICAS

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR ANUAL Jan Jun

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR Jan Jun

RADIAÇÃO (SOLAR e INFRAVERMELHA) R α T4 maxα T-1

BALANÇO GLOBAL DE RADIAÇÃO SOLAR

BALANÇO DE RADIAÇÃO na superfície Valores positivos representam energia se movendo PARA a superfície; valores negativos representa energia saindo da SUPERFÍCIE Net short-wave radiation = short-wave down - short-wave up Net long-wave radiation = long-wave down - long-wave up. Net radiation = net short-wave radiation + net long-wave radiation. Radiative Components Net short-wave radiation = short-wave down - short-wave up. Net long-wave radiation = long-wave down - long-wave up. Net radiation = net short-wave radiation + net long-wave radiation. Positive values represent energy moving towards the surface, negative values represent energy moving away from the surface.

BALANÇO GLOBAL DE ENERGIA

BALANÇO GLOBAL DE ENERGIA na superfície Non-Radiative Components Sensible heat flux = direct heating, a function of surface and air temperature. Latent heat flux = energy that is stored in water vapor as it evaporates, a function of surface wetness and relative humidity. Change in heat storage = net radiation - latent heat flux - sensible heat flux. Positive values for sensible and latent heat flux represent energy moving towards the atmosphere, negative values represent energy moving away from the atmosphere.  Positive values for change in heat storage represent energy moving out of storage, negative values represent energy moving into storage.

INTERAÇÃO SOLO-VEGETAÇÃO-ATMOSFERA

A predominância de um determinado processo depende do tipo e estado da superfície

DISTRIBUIÇÃO GLOBAL DA VEGETAÇÃO

UMIDADE DO SOLO

CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA Janeiro

CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA Julho

MODELO DE CÉLULAS DE CIRCULAÇÃO GERAL

CLIMA E CÉLULAS DE CIRCULAÇÃO GERAL C. Polar C. Ferrel C. Hadley

CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA

MOVIMENTO VERTICAL NA MÉDIA TROPOSFERA Valores positivos (negativos) : subsidência (ascensão)

TEMPERATURA e PRECIPITAÇÃO GLOBAL

Temperaturas médias globais

Temperaturas médias globais Janeiro Julho

Temperaturas médias globais Janeiro Julho

Temperaturas médias globais Regiões mais frias sobre grandes cadeias montanhosas : efeito da altitude Isotermas orientadas na direção leste-oeste: localidades na mesma latitude recebem aproximadamente a mesma quantidade de radiação solar. Temperatura decresce na direção dos pólos: A quantidade anual de radiação solar que cada região recebe diminui em direção aos pólos A inclinação das isotermas próximas às margens costeiras dos continentes: Correntes oceânicas Sobre os continentes, as temperaturas variam mais entre o verão e o inverno do que sobre os oceanos: capacidade térmica maior da água (tipo de superfície) As maiores temperaturas não ocorrem nos trópico, e sim nos subtrópicos (~30 graus) : Ramo descendente da Célula de Hadley, sobre o hemisfério de verão A região mais fria do planeta são os pólos (principalmente a Antártica, pela altitude): alto albedo do gelo e neve, e alguns meses do ano sem nenhuma radiação solar.

VAPOR D’ÁGUA NA ATMOSFERA

VAPOR D’ÁGUA NA SUPERFÍCIE Janeiro Julho

Mean annual evaporation rate (cm yr-1) for 1958 to 2005 (from the OAFlux Dataset, Woods Hole Oceanographic Institute). Dotted lines mark ±30º.

PRECIPITAÇÃO MENSAL GLOBAL

TAXA DE PRECIPITAÇÃO GLOBAL ZCIT ZCPS ZCAS Janeiro Julho

TAXA DE PRECIPITAÇÃO GLOBAL Janeiro Julho

MONÇÃO DAS AMERICAS http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/Global_Monsoons/American_Monsoons/American_Monsoons.shtml

PRECIPITAÇÃO GLOBAL A distribuição global da precipitação está muito ligada à Circulação Geral da Atmosfera, e com a distribuição das cadeias de montanhas e altos platôs. A chuva na região equatorial está ligada à ZCIT (convergência dos alísios e ramo ascendente da Célula de Hadley) As regiões com pouca precipitação nas latitudes subtropicais (inclusive os grandes desertos) estão localizadas no ramo descendente da Célula de Hadley. Nas regiões de latitudes médias, a precipitação está associada às frentes frias e ciclones ET, entre as massas de ar polar e subtropical. Nos pólos está localizado o ramo descendente da célula Polar e a baixa temperatura faz com que o vapor d’água disponível seja pouco. Nas latitudes subtropicais encontram-se as Zonas de Convergência Sub-Tropicais (ZCAS e ZCPS)

CLASSIFICAÇÃO CLIMÁTICA

CLASSIFICAÇÃO CLIMÁTICA Os diversos controles climáticos interagem para produzir os mais diferentes climas. Não existem dois lugares que tenham exatamente o mesmo clima Porém, certas similaridades permite dividir a Terra em “regiões climáticas” CLASSIFICAÇÃO dos GREGOS ANTIGOS (consideravam somente a temperatura e a distribuição de rad. solar) Zona tórrida de baixas latitudes: Limitada ao norte e ao sul onde os raios solares atingem o zênite (23½N e 23½S) Onde o sol do meio dia é sempre alto, dia e noite tem duração aproximadamente igual; É quente o todo Zona polar (ou frígida) de altas latitudes: Limitada pelos Círculos Ártico ou Antártico (66½N e 66½S) Frio durante todo o ano, devido a longos períodos de inverno sem luz solar ou sol muito baixo durante o verão Zona temperada: Região entre as duas outras Tem verão e inverno bem distinto Apresenta características de ambos extremos (frio no inverno, quente no verão)

SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO CLIMÁTICA DE KÖPPEN Wladimir Köppen, cientista alemão, 1846-1940 baseada nas medias anuais e mensais de temperatura e precipitação cinco grandes tipos climáticos, designados por letras A – Climas tropicais úmidos: Todos os meses têm temperatura media maior que 18 C Quase todos os meses são quentes Não existe estação de inverno “de verdade” B – Climas secos: Precipitação deficiente a maior parte do ano Evaporação potencial e transpiração excedem a precipitação C – Climas úmidos de lat. medias com invernos amenos: Verões quente a muito quente, com invernos amenos A temperatura media do mês mais frio é abaixo de 18 C e acima de -3 C D – Climas úmidos de lat. medias com invernos severos: Verões quentes, com invernos frios A temperatura media do mês mais quente excede 10 C e A media mensal do mês mais frio cai abaixo de -3 C E – Climas polares: Invernos e verões extremamente frios A temperatura do mês mais quente é abaixo de 10 C Não há verão “de verdade”

Descrição dos códigos da classificação climática de Koppen/Trewartha Zonas principais: A. Tropical B. Seco C. Baixas latitudes medias D. Altas latitudes medias E. Polar Modificadores adicionais: S. Semi-árido W. Árido T. Tundra F. Calota polar H. Montanhosa Modificadores em letras minúsculas a. verões quentes e longos b. verões quentes e curtos c. verões frescos e curtos d. verões e invernos frios f. precipitação todos os meses w. inverno seco s. verão seco m. precipitação de monção h. quente e seco, temperatura media de todos os meses acima de 0 C k. frio e seco, pelo menos um mês com temperatura media abaixo de 0 C n. nevoeiro freqüente n'. nevoeiro não freqüente, mas alta umidade

CLASSIFICAÇÃO CLIMÁTICA de Köppen/Trewartha

CLIMAS DA AMÉRICA DO SUL A. Tropical B. Seco C. Baixas latitudes medias S. Semi-árido W. Árido H. Montanhosa a. verões quentes e longos b. verões quentes e curtos c. verões frescos e curtos f. precipitação todos os meses w. inverno seco s. verão seco m. precipitação de monção h. quente e seco, temperatura media de todos os meses acima de 0 C

CLIMATOLOGIA DINÂMICA DO BRASIL (principais sistemas meteorológicos e efeitos no clima: distribuição de precipitação e temperatura) http://www.inmet.gov.br/

Animação da Precipitação Climatológica

REGIÃO NORTE MACAPÁ (AP) Principais sistemas: ZCIT Convecção local Linhas de Instabilidade Temp. Evap. MANAUS (AM) BELEM (PA) Prec.

LINHAS DE INSTABILIDADE COSTEIRA

REGIÃO NORDESTE (norte) SÃO LUIS (MA) Principais sistemas: ZCIT Convecção local Brisas Ondas de leste FORTALEZA (CE) NATAL (RN)

Vórtice ciclônico de altos níveis Variabilidade inter-anual Variabilidade intra-sazonal Vórtice ciclônico de altos níveis “DIPOLO do Atlântico”

REGIÃO NORDESTE (leste e sul) JOÃO PESSOA (PB) Principais sistemas: Brisas Ondas de leste Frentes Frias SALVADOR (BA) RECIFE (PE)

Frentes Frias e indução de convecção tropical

REGIÃO CENTRAL CUIABÁ (MT) Principais sistemas: Convecção local Linhas de instabilidade Frentes Frias Célula de Hadley (desc.) CAMPO GRANDE (MS) BRASILIA (DF)

REGIÃO SUDESTE RIO DE JANEIRO (RJ) Principais sistemas: Linhas de Instabilidade Brisas ZCAS Frentes Frias BELO HORIZONTE (MG) SÃO PAULO (SP)

Linha de Instabilidade

REGIÃO SUL CURITIBA (PR) Principais sistemas: Linhas de Instabilidade Brisas Frentes Frias Complexos Convectivos de Mesoescala FLORIANÓPOLIS (SC) PORTO ALEGRE (RS)

JATO DE BAIXOS NÍVEIS

Complexo Convectivo de Mesoescala

VARIABILIDADE INTER-ANUAL: “El Niño – La Niña” Condições “NORMAIS”

“El Niño”

“La Niña” http://www.esrl.noaa.gov/psd/people/klaus.wolter/MEI/mei.html El Niño La Niña

EFEITOS GLOBAIS (“TELECONEXÕES”) El Niño La Niña

http://www.elnino.noaa.gov/index.html