Meteorologia

Disciplina: 1400200 - Física da
Terra e do Universo para
Licenciatura em Geociências
Meteorologia
Profa.: Rita Ynoue
O que é meteorologia?
• Estudo dos fenômenos atmosféricos
• Física newtoniana (mecânica dos fluidos)
aplicada à atmosfera.
• Movimentos obedecem à 2ª. Lei de Newton
• Calor obedece às leis da termodinâmica
• Massa (ar/vapor) é conservada
Método científico
•
•
•
•
•
Observação
Descrição
Hipóteses
Experimentos/Previsão
Análise/interpretação dos resultados
Como estudamos a atmosfera?
• De que forma aplicamos o método
científico à meteorologia?
–
–
–
–
–
Observação
Descrição
Hipóteses
Experimentos/Previsão
Análise/interpretação dos resultados
Variáveis meteorológicas
Definições
• Tempo meteorológico é o estado da atmosfera
relativo à temperatura, nuvens, precipitação, vento
etc.
• Clima é tempo meteorológico médio de uma
determinada região.
• As ciências atmosféricas envolvem o estudo da
atmosfera da Terra na sua forma mais ampla,
envolvendo todos os fenômenos atmosféricos tais
como poluição, aeronomia, propagação de ondas
eletromagnéticas, eletricidade atmosférica, etc.
Tradicionalmente, as ciências atmosféricas
dividem-se em:
Definições
• Meteorologia: estudo os fenômenos
atmosféricos e a sua variação temporal. É
ainda, a ciência que estuda a atmosfera da
Terra com enfoque na descrição e previsão
dos padrões de tempo e clima. Do grego,
meteoros significa suspenso no ar.
• Climatologia: investiga os fenômenos
atmosféricos de longo período de tempo do
ponto de vista estatístico.
Temperatura
Escalas de temperatura
ºC
ºF
K
Ponto de
fusão do
gelo
0
32
273
Ponto de
ebulição da
água
100
212
373
O ponto zero da escala Kelvin (zero absoluto)
corresponde, ao menos teoricamente, à
temperatura na qual cessa o movimento
molecular e o objeto não emite radiação
eletromagnética. Não há temperaturas abaixo
dessa.
Atmosfera padrão
• Sondagem vertical da
atmosfera
• Dados de:
–
–
–
–
Temperatura
Umidade
Vento
Altura
http://www.cas.manchester.ac.uk/images/photos/instruments/radiosonde_launch-01.jpg
Atividade:
• 1. Plotar em papel milimetrado a seguinte
sondagem:
Atmosfera padrão
90
80
70
Altura (km)
60
50
40
30
20
10
0
-80,0
-60,0
-40,0
-20,0
Temperatura (oC)
0,0
20,0
Atmosfera padrão
90
80
70
Altura (km)
60
50
40
30
20
10
0
-80,0
-60,0
-40,0
-20,0
Temperatura (oC)
0,0
20,0
Camadas da atmosfera: Divisão
por temperatura
• Na atmosfera, a variação da temperatura com a
altitude apresenta um comportamento um tanto
complexo. Na plotagem feita em classe, a qual
representa o perfil vertical de temperatura da
atmosfera, observa-se que ocorrem reversões de
temperatura em diferentes altitudes. Essas
reversões definem quatro camadas na atmosfera
com relação à temperatura. São elas: troposfera,
estratosfera, mesosfera e termosfera.
Camadas da atmosfera
• Estas camadas caracterizam-se pela taxa de
variação vertical de temperatura, o lapse
rate:
Atividade:
• 1. Plotar em papel milimetrado a seguinte
sondagem:
• 2. Calcular a taxa de variação vertical da
temperatura:
• da troposfera nos primeiros 10 km;
• da estratosfera, entre 20 e 50km;
• da mesosfera, entre 50 e 80km.
Atividade: Troposfera
• 3. Preencher o texto:
• A primeira camada atmosférica (mais próxima à
superfície) é denominada TROPOSFERA.
• A temperatura na troposfera varia de ___oC à
superfície, até ___oC em seu topo
(TROPOPAUSA), a aproximadamente 15 km de
altitude. Nos seus primeiros 10 km, a temperatura
(aumenta/diminui) com a altura a uma taxa
aproximada de ___oC/km.
Atividade: Estratosfera
• A camada acima da troposfera é denominada
ESTRATOSFERA, onde se encontra a
_____________________ que nos protege da
radiação ultravioleta solar.
• A temperatura na estratosfera varia de ___oC a
aproximadamente 15 km, até ___oC em seu topo
(ESTRATOPAUSA), a aproximadamente 50 km
de altitude.
• Na estratosfera, a temperatura (aumenta/diminui)
com a altura, a uma taxa aproximada de ___oC/km
entre 20 e 50km.
Atividade: Mesosfera
• A camada acima da estratosfera é denominada
MESOSFERA.
• A temperatura na mesosfera varia de ___oC a
aproximadamente 50 km, até ___oC em seu topo
(MESOPAUSA), a aproximadamente 80 km de
altitude.
• Na mesosfera, a temperatura (aumenta/diminui)
com a altura, a uma taxa aproximada de ___oC/km
entre 50 e 80km.
TERMOSFERA
• A camada acima da mesosfera é
denominada TERMOSFERA.
• Na TERMOSFERA a temperatura aumenta
com a altura.
Camadas da atmosfera
Tendo como base a
variação da
temperatura com a
altura, a atmosfera
divide-se em 4
camadas:
1. Troposfera
2. Estratosfera
3. Mesosfera
4. Termosfera
Sondagem de ontem
01jun09-12z-São Paulo
30000
Altitude (m)
25000
20000
15000
10000
5000
0
-80
-70
-60
-50
-40
-30
Temp (oC)
-20
-10
0
10
20
Em superfície:
Como a temperatura varia ao
longo do dia?
• Quando ocorre a máxima temperatura?
• Quando ocorre a temperatura mínima?
Temperatura
35
30
Temperatura (oC)
25
20
INMET
Pinheiro
SCS
15
10
5
0
23/5/09 0:00
23/5/09 12:00
24/5/09 0:00
24/5/09 12:00
Data/Hora Local
25/5/09 0:00
25/5/09 12:00
26/5/09 0:00
Como é o movimento diurno do sol?
Nossa visão do movimento do sol
• Stellarium
• Próximos slides: prof. Roberto Boczko
Zênite
PS
Meiodia
Movimento
diurno
aparente do Sol
Nascer
Ocaso
Meianoite
Visto de “fora” da Terra
PN
Rotação
da
Terra
Motivos do dia e da noite
na Terra
Eixo de
rotação
PN
Sol
Raios solares
Dia
PS
Noite
Eixo de
rotação
Anoitecer
PN
Raios solares
Dia
Noite
PS
Oceano
Atlântico
Salvador
Belo Horizonte
Rio de Janeiro
São Paulo
Para onde se
desloca a
sombra?
Pontos Cardeais
Nascer do Sol
Leste
é o ponto onde
o Sol nasce.
(?!?)
Sol
Gnômon
Gnômon
( Relógio de Sol )
Determinação do meridiano e dos
pontos cardeais
( Sombra mínima )
Ponto
Leste
Nascente
Ponto
Norte
Meridiano
Linha do Meiodia
Ocaso
Ponto
Oeste
Ponto
Sul
Movimento Anual
Aparente do Sol
Ano
Passagem
meridiana
do Sol
Meiodia
Zênite
PS
Nascer
Ocaso
Meianoite
Repetição de
características
meteorológicas
Quente
Ameno
Frio
Ameno
Quente
Noção de ano e de
estações do ano
Ano das Estações ~ 365 dias
Nascente
Meridiano
Primavera
Verão
Ocaso
Inverno
Outono
Representação do
Ano das Estações
Primavera
Verão
Outono
Ano das Estações
Inverno
12
Trajetórias
diurnas
do Sol
11
Pri/Out
10
13
9
14
8
7
15
Inverno
Verão
7
6
5
Leste
16
N
17
S
18
17
Oeste
19