Estudo da Atmosfera

CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DO AMAPÁ
ARQUITETURA E URBANISMO
Disciplina: Clima e Conforto no Ambiente Construído Urbano
Estudo da Atmosfera
O Tempo e o Clima
O tempo corresponde às condições atmosféricas existentes num dado
momento e numa dada região. O clima corresponde às condições atmosféricas
médias e à sua variação ao longo do ano numa dada região. Isto quer dizer,
que o tempo traduz um estado atual da atmosfera, ao passo que o clima
representa um estado médio da atmosfera. Como o Clima resulta, em última
análise, de uma sucessão de estados de tempo, pode-se defini-lo melhor como
sendo “a sucessão mais freqüente dos diversos estados de tempo ao longo do
ano”.
O estado de tempo corresponde a uma determinada situação meteorológica
existente numa dada região e num momento. É caracterizado pelo conjunto
dos elementos meteorológicos que assumem na ocasião determinados valores.
São a temperatura, a umidade, a nebulosidade, a precipitação, a pressão
atmosférica e o vento.
O seu estudo é feito tendo por base as cartas sinóticas. Estas dão a situação
meteorológica, com maior ou menor detalhe, numa região mais ou menos
extensa e num dado momento. Nelas inscrevem-se os valores dos principais
elementos por meio de números ou símbolos. O aspecto mais saliente é o
traçado das isóbaras, que dão uma imagem sugestiva da repartição da pressão
e, portanto uma indicação da circulação atmosférica à superfície na região
considerada.
A interpretação cuidadosa das cartas sinóticas permite, não só a
caracterização do estado de tempo nesse momento, mas também prever com
maior ou menor precisão a evolução provável do tempo, desde que se
disponha de alguns dados complementares.
O Clima
O Clima é constituído por certo número de elementos que o caracterizam.
Entre os principais, temos, a temperatura e a precipitação, a insolação, a
umidade, a nebulosidade, a pressão atmosférica e o vento. O clima é
determinado por fatores que o condicionam. Entre os principais temos a
latitude, a altitude, a proximidade e distancia do mar (também denominados de
continentalidade e maritimidade), as correntes marítimas, a orientação das
massas do relevo, a natureza do solo, o tipo de vegetação e a exposição
geográfica das vertentes.
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Da imensa combinação possível entre elementos determinados pelos fatores,
resulta uma variedade de tipos climáticos. A estes correspondem à superfície
da Terra uma série de regiões climáticas.
Em qualquer região climática, mais ou menos extensa, o tipo climático que lhe
corresponde não é uniforme em toda ela. As diferenças locais de relevo, solo,
vegetação, etc., introduzem uma variação espacial de que resultam subtipos
climáticos. De acordo com a extensão da área, podem-se então identificar
microclimas e mesoclimas1. O estudo destes climas restritos é muito
importante, em especial para a agricultura e a urbanização, uma vez que
correspondem mais à realidade. Já os macroclimas, ou grandes tipos
climáticos das classificações usuais, são sempre generalizações.
A Importância dos Climas
O clima condiciona de tal modo a vegetação e a fauna, que a repartição das
plantas e, em menor grau, dos animais coincide em larga medida com a
distribuição dos vários tipos climáticos. A dependência entre clima e a
vegetação é tal que nas classificações climáticas alguns dos limites entre os
diferentes tipos de clima são definidos a partir de limites da vegetação. Este
condiciona ainda de modo decisivo as características dos solos e o
comportamento dos cursos de água. Até o próprio relevo não escapa à sua
influência, originando-se tipos de relevo em estreita ligação com os tipos de
climas. Deste modo, as grandes paisagens naturais da Terra, e, portanto as
grandes regiões geográficas, coincidem muito aproximadamente com as
regiões climáticas.
Os vários tipos climáticos podem-se classificar atendendo a um, dois ou mais
elementos. Teoricamente, dever-se-ia entrar em linha de conta com todos os
elementos para caracterizar totalmente o clima, mas tal tentativa tornaria
qualquer classificação impossível. Escolhem-se, por isso, para base da
classificação apenas um ou dois elementos principais.
Um só elemento é, no entanto, insuficiente. Como exemplo, têm-se as
classificações que só atendem à temperatura. Já os Antigos dividiram os climas
em quentes, temperados e frios, repartidos pelas cinco zonas terrestres, a
tórrida, as temperadas do norte e do sul e as frígidas do norte e do sul. Note-se
de passagem que a palavra grega Klima significa inclinação. A relação entre a
temperatura e a inclinação dos raios era já então evidente. Dada, pois, a pouca
precisão, escolhe-se mais um elemento, em geral a precipitação. O rigor é já
bastante maior.
1
Micro de pequeno e Meso de médio.
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Este procedimento corresponde às classificações do tipo essencialmente
descritivo. Entre estas figuram as de Köppen, Martonne, Thornwaithe,
Trewartha, Miller, Troll, Gorczynski.
Os vários tipos climáticos podem-se classificar também atendendo a um, dois
ou mais elementos. As dificuldades são grandes, pois a interdependência é
complexa e o modo de atuação nem sempre conhecido. Além disso, a sua
quantificação é impossível na maior parte dos casos. Daqui a imprecisão no
estabelecimento dos limites entre os vários tipos climáticos.
Este procedimento corresponde às classificações de tipo genérico. Entre estas
figuram as de Flohn, Alissov, Creutzburg.
Conclui-se, pois, que existem numerosas classificações climáticas, na verdade
mais de 70! Mas nenhuma dela satisfaz plenamente.
Descrição da Atmosfera
A atmosfera é constituída pela camada de gases que envolvem o globo
terrestre. O limite inferior é definido pela superfície terrestre, os continentes e
oceanos. O limite superior é desconhecido. A passagem da atmosfera para o
espaço interplanetário, onde reina quase o vácuo, faz-se por transição gradual,
de modo que se torna difícil marcar um limite superior.
Estrutura vertical da atmosfera
A estrutura da atmosfera compreende várias zonas distintas. A divisão
depende naturalmente da característica escolhida para base. Pode ser a
temperatura, a composição, a ionização, a atividade química, o estado
dinâmico.
Troposfera
A troposfera corresponde à parte inferior da atmosfera, desde a superfície até
uma altitude média de 12 Km. O limite superior é designado por tropopausa. A
altitude da troposfera varia com a latitude, diminuindo da região equatorial,
onde alcança 16 Km, para as regiões polares, onde é apenas de 8 Km.
A troposfera corresponde à parte agitada da atmosfera. Nela têm lugar as
perturbações atmosféricas que definem os vários estados de tempo e, por isso,
mais afetam a vida à superfície terrestre.
A temperatura diminui com a altitude até à tropopausa, onde atinge valores de
cerca de -60º C. Em média, o decréscimo é de 0,6ºC/100 m denominado
gradiente térmico.
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Estratosfera
A estratosfera estende-se acima da troposfera, desde a tropopausa até cerca
de 50 Km de altitude. O limite superior é designado por estratopausa. Nesta
zona, verifica-se uma concentração elevada de Ozônio (O3) com um máximo
por volta dos 25 Km de altitude. Deve-se o fato à ação dos raios ultravioletas
do sol sobre o Oxigênio (O2) da atmosfera.
Em resultado da turbulência do ar, uma parte deste Ozônio (O 3) desce até à
troposfera. Note-se que em tempo de trovoada as descargas elétricas
produzem igualmente pequenas quantidades de ozônio, cuja presença é
assinalada por um cheiro característico.
A existência de ozônio na estratosfera é de extrema importância. Por um lado,
absorve grande parte dos raios ultravioletas enviados pelo Sol. Deste modo
provoca um aquecimento com apreciável subida da temperatura. A partir da
tropopausa, esta mantém-se, primeiro, mais ou menos constante, mais, depois,
aumenta relativamente depressa até alcançar cerca de 0 º C na estratopausa.
Este aumento da temperatura tem conseqüências importantes na circulação da
alta atmosfera.
Por outro lado, o ozônio protege a superfície terrestre de uma excessiva
radiação ultravioleta (UV) que tornaria a vida impossível. Os tecidos dos seres
vivos seriam rapidamente destruídos, pois a radiação seria 50 vezes superior à
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que se registra atualmente nas altas montanhas durante o Verão. Mas, se a
concentração do ozônio na estratosfera aumentasse, a radiação ultravioleta
que chega à superfície terrestre diminuiria a ponto de não se produzir a
vitamina D, e os ossos dos animais e do homem deixariam de se desenvolver
convenientemente.
Mesosfera
A mesosfera vem a seguir à estratosfera e vai dos 50 Km até aos 80 Km de
altitude. O limite superior é designado por mesopausa.
A densidade do ar é, nesta zona, já muito baixa. A temperatura decresce
rapidamente, alcançando cerca de -90º C na mesopausa.
Ionosfera
A ionosfera divide-se em duas sub-camadas, a Termosfera e a Exosfera.
A termosfera segue-se à mesosfera e vai desde os 80 Km até cerca dos 500
Km. O limite superior é designado por termopausa.
É na termosfera que se verifica uma ionização geral resultante da baixa
densidade do ar e da intensa radiação solar. Por isso, esta zona da atmosfera
também é designada por Ionosfera.
É na termosfera que se produzem as auroras, boreais e austrais. Resultam do
bombardeamento da alta atmosfera por partículas enviadas pelo Sol e
eletricamente carregadas. As suas formas espetaculares são devidas à ação
do campo magnético terrestre. Aparecem geralmente entre os 80 Km e os 300
Km de altitude, coincidindo pois com as camadas ionizadas.
É na termosfera que se observa a passagem de grande parte das estrelascadentes. Como se sabe, a Terra está sendo bombardeada por fragmentos,
rochosos ou metálicos, que vêm do espaço. São os meteoritos. No entanto, ao
entrarem na atmosfera, aquecem rapidamente devido ao atrito com o ar e
volatilizam-se, deixando atrás de si um rasto luminoso. São os meteoros ou
estrelas-cadentes.
Claro que os meteoróides podem atravessar toda a atmosfera e atingir o solo,
caso as dimensões sejam importantes. São os meteoros. Calcula-se que todos
os dias caiam na Terra cerca de 5 t destes fragmentos.
Exosfera
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A exosfera corresponde à parte superior da atmosfera a partir de cerca de 500
Km de altitude. A característica principal é a densidade extraordinariamente
baixa do ar. Já não se pode falar de uma mistura de gases. (…). A 2400 Km de
altitude tem-se apenas 1 átomo por cm3. É a densidade do espaço interestelar.
Composição da Atmosfera
A composição da atmosfera é praticamente uniforme na troposfera, dada a
turbulência do ar, que provoca uma mistura contínua. Quando seco, o ar tem a
seguinte composição em volume:
O Nitrogênio (N2) domina a composição com cerca de 78%, seguido do
Oxigénio (O2), com cerca de 21%. O 1% restante distribui-se por gases como o
Argônio (Ar), o Dióxido de Carbono (CO2), o Neônio (Ne), o Hélio (He), o
Criptônio (Kr), o Xenônio (Xe), o Ozônio O3, etc..
O Dióxido de Carbono, apesar de existir em apenas 0,03%, é um importante
regulador térmico (é um gás de estufa), no entanto é muito importante para a
fotossíntese das plantas, já que estas reciclam durante o processo.
O Vapor de Água (H2O) é outro componente da nossa atmosfera, no entanto a
sua quantidade é variável, depende do tempo e do lugar. A sua percentagem
pode atingir cerca de 4% do volume. O vapor de água encontra-se nas
camadas mais baixas da atmosfera, uma vez que provém principalmente da
evaporação da água do mar e da transpiração dos seres vivos. Cerca de 50%
encontra-se abaixo dos 2000 m de altitude.
O vapor de água é também um gás de estufa, e é o único que muda de estado
físico com relativa facilidade. No estado gasoso, é invisível, no estado liquido,
constitui as gotas de água que formam as nuvens, a chuva e o orvalho; no
estado sólido, constitui os cristais de gelo que formam as nuvens altas, a neve,
o granizo e a geada.
A atmosfera possui ainda impurezas em quantidades variáveis que são
constituídas por poeiras, fuligens, sais, e de microrganismos, como as
bactérias, fungos, esporos, pólen e até pequenos insetos.
Funções da Atmosfera
Filtra e Absorve
Apresenta-se como uma “capa protetora”, refletindo para o espaço exterior ou
absorvendo as radiações solares que seriam excessivas para a vida na Terra.
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Na estratosfera a camada de ozônio filtra grande parte da radiação nociva, os
raios ultravioletas.
Protege
Constitui uma barreira imprescindível à entrada de corpos estranhos na
atmosfera, tais como os meteoritos. Estes, devido ao atrito provocado pelo ar,
incendeiam-se e acabam por pulverizar-se, evitando que atinjam a superfície
do planeta na sua total dimensão.
Controla a temperatura
Absorve uma parte significativa da radiação ultravioleta (UV) – através do
ozônio estratosférico – que, ao atingir a Terra, inviabilizaria provavelmente, as
formas de vida tal como as conhecemos, uma vez que a temperatura seria
muitas vezes mais elevada, impossível de suportar pelas atuais espécies
animais e vegetais. Evita que o calor libertado pela superfície da Terra, a
irradiação terrestre, se perca para as altas camadas da atmosfera, e fique
retido na troposfera e, deste modo, assegura a manutenção das temperaturas
durante a noite (efeito de estufa).
Os Elementos do Clima
Os elementos do clima são: a temperatura, a precipitação, a pressão
atmosférica, a nebulosidade, a radiação solar, a umidade e o vento.
Distinguem-se dos fatores por serem mensuráveis, ou seja, podem-se medir; e
são também aqueles que mais facilmente conseguimos sentir os seus efeitos
por um motivo ou outro.
Por serem muito importantes para as classificações climáticas, foi entendido
destinar uma página a cada um deles, até porque o estudo da atmosfera é
muito complexo e a melhor forma de o entender é segmentá-lo nas suas
variáveis, assim aqui ficam as ligações a cada um deles.
Circulação Atmosférica
Foi separado dos ventos com o objetivo de refletir somente os grandes
movimentos globais da atmosfera.
O Vento
O vento é o ar em movimento. E o deslocamento contínuo do ar na superfície
terrestre. São as diferenças de pressão atmosféricas que explicam esses
movimentos, que ocorre principalmente na horizontal, isto é, de uma área para
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a outra. Mas esse movimento também pode ser vertical, ou seja, da superfície,
onde o ar é mais aquecido para o alto.
O movimento conjunto dos ventos na atmosfera, deslocando ar quente para as
zonas frias e vice-versa, é chamado de circulação geral da atmosfera.
Temperatura
De maneira geral, a temperatura diz respeito a maior ou menor quantidade de
calor dos corpos que se encontram na superfície terrestre. Mas o ar
atmosférico não absorve toda a radiação solar. Uma parte atinge a superfície
terrestre, sendo absorvida pelos continentes e oceanos; a outra é refletida e
retorna para atmosfera.
A temperatura é medida por um instrumento chamado: termômetro.
Este aparelho geralmente fica dentro de um abrigo de madeira, com outros
instrumentos ele faz parte de uma estação meteorológica.
A dois tipos principais de escalas de temperatura, definidos entre dois pontos
extremos: o congelamento e a ebulição da água.
- A escala Celcius (ºC) é a mais usada no mundo, inclusive no Brasil. Ela divide
a distância entre esses dois pontos em 100 partes iguais. Sendo assim, 0 ºC
representa o congelamento da água e 100ºC o ponto de fervura.
- Escala Fahrenheit (ºF), muito usada nos EUA – situa o ponto de
congelamento entre 32º F e o de ebulição em 212º F.
A Precipitação
A chuva, a neve, e a geada são corpos com formas de precipitações
atmosféricas, assim como o orvalho e o granizo. Todas elas resultam da
condensação, fenômeno que ocorre quando há resfriamento ou excesso de
vapor de água de um determinado lugar da superfície terrestre.
A água da atmosfera pode cair em estado líquido, constituindo a chuva, ou em
estado sólido, formando a neve e o granizo, ambos os casos são
compreendidos pela designação de precipitação. Esta inclui ainda o orvalho e
a geada.
As nuvens resultam da condensação do vapor de água em torno de
pequeníssimas partículas higroscópicas, que servem de núcleos de
condensação. Com a continuação da condensação, as gotas vão aumentando
de tamanho e peso até vencerem a resistência do ar e as correntes
ascendentes. Dá-se então a queda em forma de chuva.
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Um aumento da condensação tem normalmente como resultado um aumento
do número das gotas pequenas, e não um aumento do tamanho das gotas. De
fato, as gotas de condensação têm em geral diâmetros inferiores a 0,01 mm. Já
as gotas de chuva têm normalmente diâmetros superiores a 0,5 mm e há gotas
que chegam a atingir 0,6 mm. Portanto, é enorme a diferença entre as gotas de
condensação e a chuva.
A ocorrência de chuva abundante implica a existência de nuvens com grande
desenvolvimento vertical para que, na sua parte superior possa haver cristais
de gelo. Mas, chuva intensa, também tem sido observada com nuvens de
pequenas dimensões, nas quais a temperatura é superior a 0º C em toda a sua
altura.
A formação de grandes nuvens e abundante chuva implica sempre um vigoroso
arrefecimento, normalmente resultante de uma energética ascensão do ar. De
acordo com o tipo de ascensão das massas de ar, podemos considerar três
tipos fundamentais de chuva.
As chuvas convectivas são produzidas pela ascensão energética de ar
fortemente aquecido. Ao subir, o ar expande-se e arrefece até alcançar o ponto
de saturação. Formam-se então nuvens com grande desenvolvimento vertical
do tipo cumulo nimbo (cb). A chuva desta origem costuma ser breve, mas
abundante, isto é, em forma de fortes aguaceiros, e é muitas vezes
acompanhada de granizo ou saraiva. Este tipo é característico das trovoadas
que se verificam nas tardes quentes de Verão, em que o solo, muito aquecido,
favorece a formação de intensas correntes ascendentes.
As chuvas orográficas são produzidas pela ascensão do ar ao longo das
vertentes montanhosas expostas aos ventos úmidos. Nas vertentes opostas, a
chuva é escassa ou mesmo nula. Este tipo de chuva é muito característico das
regiões montanhosas da Ásia Meridional e Oriental, sujeitas à Monção
marítima de Verão.
É bem conhecido o fato de muitas montanhas se encontrarem rodeadas
de nuvens a partir de determinada altitude, que corresponde ao nível de
condensação.
As chuvas ciclônicas ou frontais são produzidas pela ascensão do ar úmido nas
zonas de baixa pressão, para onde convergem as massas de ar. Se estas
apresentam acentuado contraste de temperatura e de umidade, estabelecemse superfícies de descontinuidade ou superfícies frontais, mais ou menos
inclinadas, que favorecem a subida do ar mais quente sobre o ar mais frio e,
portanto, a formação de chuva. Este tipo é característico das regiões
temperadas, onde é grande a instabilidade atmosférica, e das regiões tropicais,
onde são freqüentes furacões e tufões.
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Distribuição da precipitação
A distribuição da precipitação à superfície terrestre é muito desigual. Em média,
tem-se para todo o globo um total de 857 mm ou L/m 2, recebendo os oceanos
77% e os continentes 23%.
Unindo os lugares com a mesma precipitação média, obtêm-se
as linhas isioéticas ou isioetas. Estas mostram que o principal fator na
distribuição da chuva é a latitude, em relação evidente com a distribuição das
zonas de baixas e altas pressões. Segue-se a proximidade do mar, em relação
com os ventos dominantes, e a altitude, em relação com os principais relevos.
Assim, é na região equatorial, onde dominam as baixas pressões, Amazonas,
Congo, Insulíndia, e nas regiões tropicais montanhosas, expostas à monção,
Ásia Meridional que mais chove. As médias anuais mais elevadas são
registradas na ilha de Kauai, Hawai, com 11 990 mm, e em Cherrapunji, Índia,
com 11 440 mm. Esta zona de chuvas máximas é interrompida na África
Oriental, devido à orientação da monção no oceano Índico, e no nordeste do
Brasil, devido à circulação particular dos ventos nesta região.
Nas regiões temperadas, a precipitação é igualmente abundante do lado
ocidental dos continentes, sujeitos aos ventos marítimos de oeste, em especial
quando o relevo oferece boa exposição. É o caso da Noruega, da Escócia, da
Califórnia, da Nova Zelândia. Em Portugal, é na vertente ocidental do Gerês
que se verifica a precipitação anual mais elevada do país, com 3500 mm. Do
lado oriental dos continentes, as chuvas são também importantes, favorecendo
as correntes quentes do Golfo e de Kuro Shivo a instabilidade do ar no Sudeste
dos Estados Unidos, na China e no Japão.
Nas regiões tropicais sujeitas às altas pressões, Saara, Arábia, Irã, Atacama,
Kalahári, Austrália, nas latitudes médias no interior dos continentes,
Turquestão, Mongólia, Oeste dos Estados Unidos, e nas regiões polares de
intenso frio, Sibéria, Groenlândia, Canadá, Antártida, a precipitação é muito
escassa, por vezes quase nula.
Uma parte importante da precipitação cai sob a forma de neve em vastas
regiões. Se o vapor de água da atmosfera se condensa a temperaturas
inferiores a 0°C, passa diretamente por sublimação ao estado sólido, formandose pequenos cristais hexagonais de gelo. Estes se agrupam em flocos de neve,
que chegam a ocupar um volume 10 vezes maior do que o da água resultante
da sua fusão. Alcançam diâmetros de 2 cm.
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Para que a neve chegue à sua superfície, é necessário que a temperatura do
ar seja inferior a 0°C em todo o seu trajeto. Se for superior, pode-se derreter no
caminho. Por isso, muitas chuvas são apenas neve derretida.
A neve, que é freqüente nos países de elevada latitude e nas altas montanhas,
pode cobrir o solo com vários metros de espessura durante um maior ou menor
número de dias por ano. Nas regiões montanhosas, a neve chega a muitos
casos a não desaparecer por completo durante o Verão, dando origem a neves
perpétuas.
Variação da precipitação
A variação da precipitação ao longo do ano difere muito conforme os casos e
dá origem a regimes particulares, que são fundamentais para caracterizar os
diversos tipos de clima.
Na zona equatorial, chove durante todo o ano de modo mais ou menos regular,
se bem que haja diferenças apreciáveis entre os vários meses. Com
freqüência, notam-se dois máximos relacionados com a passagem do Sol pelo
zênite, um na Primavera e outro no Outono. São chuvas essencialmente de
origem convectiva.
Nas zonas tropicais, há um período de chuvas distinto e bem marcado, e outro
período completamente seco. As chuvas coincidem com a posição mais alta do
Sol, portanto na época de Verão do respectivo hemisfério. Também são chuvas
essencialmente convectivas. Com a latitude, vai aumentando a duração da
estação seca, de modo que nos desertos tropicais praticamente deixa de haver
precipitação. As chuvas são então muito irregulares, esporádicas e breves.
Nas zonas subtropicais da margem ocidental dos continentes, as chuvas
concentram-se no Inverno, sendo em grande parte de origem ciclônica. Pode
haver dois máximos, um no outono e outro na primavera, se o inverno tiver
caráter anticiclônico. Nas zonas subtropicais, da margem oriental dos
continentes, registram chuvas, no inverno do tipo ciclônico, e no verão do tipo
convectivo, sendo que a precipitação se verifica ao longo de todo o ano.
Nas zonas temperadas, do lado ocidental dos continentes, as chuvas caem
durante todo o ano, com um máximo no Inverno. São de origem ciclônica e
mais ou menos influenciadas pelo relevo. Para o interior dos continentes as
chuvas vão-se reduzindo, mostrando tendência para se concentrarem no
verão.
Nas zonas polares, a precipitação é muito mais escassa e, em geral, sob a
forma de neve. Reparte-se de modo mais ou menos irregular ao longo do ano.
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O regime das chuvas é dependente da latitude e da proximidade do mar, ou
seja, da localização das faixas de altas e baixas pressões e dos ventos que
lhes andam associados. O relevo é outro fator de importância muito variável.
A Umidade
Umidade do Ar: capacidade do ar para conter um volume limitado de vapor de
água.
Umidade Relativa do Ar: é a relação entre a quantidade de vapor de água
(calculada em gramas por metro cúbico de ar), o volume e a temperatura da
atmosfera de um determinado lugar.
A Pressão Atmosférica
A pressão atmosférica nada mais é do que o peso do ar. Ela é medida por um
aparelho chamado barômetro. A unidade que mede a pressão atmosférica é o
milibar. 1mb ---------------0,75mm (mercúrio)
Recentemente passou a ser denominada Hectorpascal (Hpa) em homenagem
ao cientista Pascal que demonstrou a influencia da altitude na variação da
pressão. Referência----------nível do mar (1000mb), (Maior 1000mb a pressão é
considerada alta), (Menor 1000mb a pressão é considerada baixa)
A Nebulosidade
Refere-se a fração do céu coberta pelas nuvens quando observado de uma
localização em particular. Dos nevoeiros às grandes nuvens de
desenvolvimento vertical, existe uma gama de famílias que merecem atenção
especial, por se encontrarem associados a alguns dos fenômenos atmosféricos
mais espetaculares.
Fatores do clima
Os fatores do clima, ao contrário dos elementos, exercem uma influência
localizada no clima, mas não é fácil quantificá-la, porque as massas
montanhosas e a sua disposição não é igual, a latitude, a altitude, a distância
ao oceano, a distribuição das massas continentais também é diferente, e por
isso só conhecemos a sua influência onde se localizam.
A Latitude na distribuição da Radiação Solar
A distribuição da radiação solar é determinante na diferenciação e repartição
dos tipos climáticos.
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A radiação solar varia à superfície. Em cada lugar, o seu valor depende da
espessura da atmosfera e do ângulo de incidência dos raios solares.
Por massa atmosférica, entende-se a espessura da atmosfera que os raios
solares têm de atravessar até chegarem ao solo. Será igual à unidade, se os
raios incidirem perpendicularmente à superfície terrestre, maior, se inclinados.
A lei de Bouguer afirma que a energia solar recebida à superfície aumente
segundo uma progressão geométrica, quando a massa atmosférica aumenta
segundo uma progressão aritmética.
Portanto, a radiação solar recebida diminuirá rapidamente com a inclinação dos
raios. Por isso, o Sol aquece tão pouco quando se encontra perto do horizonte.
Basta dizer que a 10º acima do horizonte os raios têm de atravessar a
atmosfera numa espessura 5,6 vezes maior do que no caso de raios verticais.
Por inclinação, entende-se o ângulo que os raios solares fazem com a vertical
do lugar. A lei de Lambert afirma que a energia solar recebida diminui segundo
uma proporção crescente quando o ângulo de incidência aumenta.
Em conseqüência, a radiação solar recebida à superfície terrestre diminui muito
rapidamente com a inclinação dos raios. Um mesmo feixe de raios (Q) repartirá
a energia solar por uma superfície (S) tanto maior quanto maior for o ângulo de
incidência.
Podemos então concluir que a uma maior inclinação dos raios solares,
corresponde também uma maior massa atmosférica a atravessar.
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Ora, a inclinação dos raios solares aumenta do Equador para os Pólos e,
portanto, a radiação diminui quando aumenta a latitude. Mas esta diminuição
não é regular, pois, à escala global, a repartição das nuvens interfere de
maneira expressiva. Assim, não é nas regiões equatoriais que se atingem os
valores médios mais elevados, mas sim nas regiões tropicais, onde os grandes
desertos se caracterizam por uma nebulosidade extremamente baixa.
Como a temperatura média anual para todo o globo se mantém constante, tem
de haver necessariamente um equilíbrio entre a energia solar recebida e a
energia irradiada pela Terra para o espaço. Caso contrário, a Terra iria
aquecendo ou arrefecendo continuamente. Como a radiação recebida é maior
do que a perdida nas regiões equatoriais e tropicais e menores nas regiões
temperadas e polares poderá haver equilíbrio térmico se houver um transporte
importante de calor das baixas latitudes para as altas latitudes. Assim
acontece, por intermédio dos ventos e das correntes marítimas. O equilíbrio
verifica-se próximo do paralelo 37º.
Variação da Radiação Solar
A radiação solar varia com o tempo. Esta variação está em estreita relação
com o movimento aparente do Sol.
Varia durante o dia devido ao movimento diurno do Sol. É nula no momento em
que o sol se encontra no horizonte, nascimento e ocaso. É máxima quando o
sol passa pelo meridiano do lugar ao meio-dia (hora solar). A temperatura
reflete normalmente esta variação.
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A temperatura diária e anual depende ainda da
latitude do lugar. Devido à inclinação dos raios
solares, que aumenta do Equador para o pólo
(Norte ou Sul) - denominada obliqüidade dos
raios solares -, a quantia de energia solar
recebida diminui, devido ao maior percurso e a
uma maior espessura da atmosfera que esta
tem de atravessar (perdendo-se no caminho),
e aumenta a superfície onde é recebida a
energia
solar,
fazendo-a
dispersar.
Mas, a quantidade total de radiação recebida
em cada lugar depende da duração do dia.
Esta varia não só com a latitude, mas também
com a época do ano. Assim, para o hemisfério
norte, é máxima no solstício de Verão (21
Junho) e mínima no solstício de Inverno (21
Dezembro). Para o hemisfério sul, verifica-se o
contrário. E, quanto maior for à latitude, maior
será a diferença anual.
O movimento de translação
Varia durante o ano devido ao movimento anual do Sol. Como se sabe, este
desloca-se no seu movimento aparente entre o Trópico de Câncer (23º 27’ N),
onde se encontra no solstício de Junho, e o Trópico de Capricórnio (23º 27’ S),
onde se encontra no solstício de Dezembro. Passa pelo Equador duas vezes,
nos equinócios de Primavera (22 de Março) e no de Outono (22 de Setembro).
O movimento de translação Terra, ou seja, o movimento executado em torno
do Sol (com a duração de 365 dias e 6 horas), e a inclinação do eixo da Terra
fazem com que a Terra não tenha sempre a mesma posição em relação ao Sol
e descreva o seu movimento aparente anual, entre os Trópicos de Câncer (23º
27' N) e o Tópico do Capricórnio (23º 27' S). Deste modo, além das estações
do ano, este movimento determina a duração dos dias e das noites, assim
como o número de horas de sol recebidas (insolação), que variam durante todo
o ano, exceto para as regiões equatoriais, onde os dias são sempre iguais às
noites. Assim, a temperatura varia ao longo do ano, com exceção feita para as
regiões próximas do Equador. Nas regiões do hemisfério norte, ela diminui com
o Outono e com o aumento da duração das noites e volta a aumentar na
Primavera com a diminuição destas e com o aumento de um maior número de
horas de Sol, ocorrendo, assim, máximas de temperatura no período de Verão
e mínimas na estação de Inverno.
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O movimento de rotação
O movimento de rotação, movimento que a Terra executa em volta do seu eixo
e que dura cerca de 24 horas, é responsável pela sucessão dos dias e das
noites e pelo movimento aparente do Sol.
A variação diária da temperatura registra o máximo diário durante o dia (cerca
das 14 ou 15 horas) e o mínimo durante a noite, antes do nascer do Sol (cerca
das 6 horas)
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- Latitude
Quanto mais nos afastarmos do Equador, menor a temperatura. A Terra é
iluminada pelos raios solares com diferentes inclinações. Quanto mais longe do
Equador a incidência de luz solar é menor.
- Altitude
Quanto mais alto estivermos menor será a temperatura. Isto porque o ar se
torna rarefeito, ou seja, a concentração de gases e de umidade à medida que
aumenta a altitude, é menor, o que vai reduzir a retenção de calor nas
camadas mais elevada da atmosfera. Há a questão também que o oceano ou
continente irradiam a luz solar para a atmosfera, ou seja, quanto maior a
altitude menos intensa será a irradiação.
- Massas de ar
Apresentam características particulares da região em que se originaram, como
temperatura, pressão e umidade, e se deslocam pela superfície terrestre. As
massas podem se polares, tropicais ou equatoriais.
As massas de ar tropicais se formam nos trópicos de Capricórnio e de Câncer.
Elas podem se formar na altura dos oceanos (oceânicas) e serem úmidas;
serão secas se forem formadas no interior dos continentes (continental).
As massas polares são frias. Isto porque elas se formam em regiões de baixas
temperaturas, como o nome já diz, nas regiões polares. Elas também são
secas, visto que as baixas temperaturas não possibilitam uma forte evaporação
das águas.
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As massas equatoriais são quentes, se formam próximas a linha do Equador.
O encontro de duas massas, geralmente uma fria e outra quente, dá-se o nome
de frente. Quando elas se encontram ocorre as chuvas e o tempo muda.
As Frentes
Quando massas de ar de temperatura e umidade diferentes entram em contato,
elas não se misturam, mas conservam-se separadas por uma faixa fronteiriça
mais ou menos larga, chamada superfície frontal. Trata-se de uma superfície
de descontinuidade, onde se verifica uma mudança brusca da temperatura, da
umidade e do vento. Na realidade, é uma zona de transição rápida, que pode
ter 100 Km de largura. A interseção da superfície frontal com a superfície
terrestre é uma linha, ou melhor, uma faixa sinuosa, designada por frente.
As superfícies frontais nunca são verticais, nem horizontais, mas levemente
inclinadas, de modo que a massa de ar mais pesada fica sempre por debaixo
da massa de ar mais leve.
Tal como as massas de ar, também as superfícies frontais e, portanto, as suas
frentes, não permanecem fixas no mesmo lugar durante muito tempo.
Distinguem-se assim uma frente quente, quando o ar quente, menos denso,
avança sobre o ar frio, mais denso, e uma frente fria, quando o ar frio, mais
denso, avança sob o ar quente, menos denso.
As superfícies frontais formam-se em regiões de convergência de massas de
ar, que são por isso designadas por regiões de frontogénese. As superfícies
frontais dissipam-se em regiões de divergência de massas de ar, que são por
isso designadas por regiões de frontólise.
Quanto maior for o contraste entre as massas de ar que entram em contacto,
tanto melhor definidas serão as superfícies frontais que as separam.
Tendo em conta as massas de ar, podemos assim distinguir as seguintes
frentes:
Convergência Intertropical
A convergência Intertropical resulta da convergência de ar tropical
transportadas pelos ventos alísios para a região equatorial. O contraste
verifica-se em virtude do ar do hemisfério sul ser levemente menos quente e
mais úmido do que o do hemisfério norte. Mas, não sendo a diferença muito
grande, também a frente não é muito bem definida. Daqui ser preferível
designar esta descontinuidade por convergência intertropical (CIT). A
existência de calmarias e de ventos de oeste equatoriais leva a distinguir uma
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convergência intertropical norte (CITN) e uma convergência intertropical sul
(CITS).
Frentes Polares
As frentes polares resultam da convergência de massas de ar tropical e de
massas de ar polar. Como os contrastes de temperatura e umidade são
normalmente muito grandes, as frentes polares são bem marcadas e
constituem zonas de sucessivas perturbações atmosféricas. Distinguem-se
duas frentes polares, uma no hemisfério norte e outro no hemisfério sul.
Frentes Ártica e Antártica
As frentes árticas e antárticas resultam da convergência de massas de ar polar,
de temperatura e umidade diferentes. Não são bem definidas, pois em geral os
contrastes não são muito grandes.
As frentes indicadas não são contínuas.. Além disso, as frentes oscilam
durante o ano, acompanhando com atraso o movimento anual aparente do Sol.
Frente Polar
Os contrastes de temperatura e umidade são grandes, que se verificam as
contínuas perturbações atmosféricas tão características do tempo instável das
latitudes médias, em especial entre 35º e 65º, norte e sul. De fato, é ao longo
da frente polar que durante todo o ano se deslocam sucessivos centros
depressionários, no sentido oeste-leste, integrados no fluxo geral dos ventos de
oeste.
O ar polar tende a deslocar-se em direção ao Equador, entrando em conflito
com o ar tropical, que tende a expandir-se em direção às regiões polares. Na
zona de contato, que é normalmente bastante irregular, o ar polar, mais denso,
introduz-se sob o ar tropical, menos denso, que é obrigado a subir. Originam-se
assim centros de baixa pressão, ligados à frente polares.
- Continentalidade e Maritimidade
A proximidade de grandes quantidades de água exerce influencia na
temperatura. A água demora a se aquecer, enquanto os continentes se
aquecem rapidamente. Por outro lado, ao contrário dos continentes, a água
demora irradiar a energia absorvida. Por isso, o hemisfério Norte tem invernos
mais rigorosos e verões mais quentes, devido a quantidade de terras emersas
ser maior, ou seja, sofre influencia da continentalidade, boa parte deste
hemisfério. O oposto ocorre no hemisfério sul influenciado pela maritimidade.
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- Correntes Marítimas
São massas de água que circulam pelo oceano. Tem suas próprias condições
de temperatura e pressão. Tem grande influencia no clima. As correntes
quentes do Brasil determinam muita umidade, pois a ela está associada
massas de ar quente e úmida que provocam grande quantidade de chuva.
- Relevo (condicionantes topográficos)
O relevo pode facilitar ou dificultar as circulações das massas de ar, influindo
na temperatura. No Brasil, por exemplo, as serras no Centro-Sul do país
formam uma “passagem” que facilita a circulação da massa polar atlântica e
dificulta a massa tropical atlântica.
- Vegetação
A vegetação impede a incidência total dos raios solares na superfície. Por isso,
com o desmatamento há diminuição de chuvas, visto a umidade diminuir, e há
um aumento da temperatura na região.
Tipos de clima
Para estudo dos vários tipos de Clima, optou-se pela ordenação dos principais
tipos climáticos, primeiro de acordo com a temperatura e depois com a
precipitação.
Deste modo temos uma classificação mais simplificada dos diferentes tipos de
climas terrestres. Distribuídos segundo a Latitude, a partir do Equador:
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I. Climas Quentes
Clima Equatorial
Clima Tropical
Clima Desértico
II. Climas Temperados
Clima Mediterrâneo (ou Subtropical Seco)
Clima Temperado Marítimo
Clima Temperado Continental
III. Climas Frios
Clima Subpolar (ou Subártico)
Clima Polar (ou Ártico)
Clima de Altitude
Os principais tipos são:
Climas polares
São climas de baixa temperatura o ano inteiro, chegando por volta, no máximo
10°. Pois não há concentração de calor, o sol fica sempre baixo no horizonte na
época do verão, e no inverno ele nem aparece. Portanto essas regiões polares
(próximas aos círculos polares Ártico e Antártico) estão sempre cobertas de
neve e gelo. As temperaturas mais baixas foram registradas em Vostok,
Antártida, -88°C.
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Climas temperados
Os climas temperados são caracterizados por ser possível ver as quatro
estações do ano de uma maneira bem clara, sendo possível às atividades
humanas durante a maior parte do ano. Dividem-se em:
- marítimo: Sofre influencia dos oceanos, por isso as temperaturas são
constantes.
- continental: apresenta verões mais quentes e invernos mais frios e secos.
Clima mediterrâneo
Apresenta invernos mais brando e chuvosos, verões quentes e secos.
As chuvas ocorrem no outono e inverno. Algumas áreas de sua ocorrência são
ao longo do Mar Mediterrâneo, ao sul da Califórnia, parte meridional da África
do Sul e sul da Austrália.
Clima tropical
É considerado como transição entre o clima equatorial e o desértico. Apresenta
temperatura elevada o ano inteiro. Tem duas estações bem definidas: verão,
que ocorre as chuvas, e inverno ameno e seco. Este tipo de clima ocorre na
maior parte do território brasileiro.
Clima equatorial
Ocorre na zona climática mais quente do planeta, faixa Equatorial. A
temperatura média anual é superior a 24°C. As chuvas são abundantes, cerca
de 2000mm, com pequena amplitude entre o dia e a noite.
Clima subtropical
Ocorre entre os climas tropicais e temperados. Apresentam chuvas
abundantes, verões quentes e invernos frios. É característico das médias
latitudes.
Clima desértico
Os desertos apresentam baixo índice pluviométrico, cerca de 250mm por ano.
É comum uma temperatura acima de 42°C durante o dia, mas à noite pode
chegar a menos de 0°C principalmente no inverno.
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Algumas áreas de desertos são: África do Norte (Saara) e Ásia Ocidental
(Arábia).
Clima semi-árido
Apresenta poucas chuvas, sendo mal distribuídas durante o ano. São climas de
transição, encontrados tanto em regiões tropicais como em zonas temperadas.
Climas no Brasil
No Brasil predomina climas quentes e úmidos, por possuir maior parte do seu
território na zona intertropical.
Equatorial
É um clima quente e úmido, que fica ao redor da linha do Equador. As chuvas
são abundantes e maior parte de convecção. Este tipo de clima fica na região
Norte do Brasil. Com temperaturas que variam de 24°C a 27°C.
Nessa região o índice pluviométrico é de 2000mm por ano.
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Tropical úmido
Situa-se na costa leste do Brasil, desde o Rio Grande do Norte até São Paulo.
No inverno se formam frentes frias e em alguns dias do ano a temperatura fica
baixa. As chuvas ocorrem no verão, apenas no litoral nordeste que chove mais
no inverno. É um clima quente e úmido, apesar das “ondas de frios” que
ocorrem as vezes.
Tropical típico ou semi-úmido
Este tipo de clima ocorre na região central do Brasil. As médias de temperatura
variam de 20° a 28°C. Chove por volta de 1500mm por ano. É um tipo de clima
quente e semi-úmido, com chuvas no verão e seco no inverno.
Semi-árido
Ocorre no sertão nordestino. Com chuvas inferiores a 800mm por ano. É seco
e árido, mas não como o deserto. Tem quatro massas que exercem influência
duas equatoriais e duas tropicais, que terminam sua trajetória no sertão.
Subtropical
Este tipo de clima se localiza no sul do país até o sul do trópico de Capricórnio.
Tem temperaturas médias nem quentes e nem frias. Com chuvas abundantes e
bem distribuídas durante todo o ano. O verão é bem quente e o inverno é bem
frio, em lugares mais altos ocorrem geadas. Em alguns lugares chegou a cair
neve, mais é raro.
Referências Bibliográficas
AYOADE, J. Introdução à Climatologia para os Trópicos. São Paulo : Ed. Bertrand Brasil,
1986.
www.e-Geographica.com: Disponível em (25/10/2006)