Elementos climáticos
Climatologia – Módulo I Curso de
Meteorologia
IFSC Florianópolis
Fatores Climáticos
Os fatores climáticos podem ser definidos como agentes
que determinam em um dado lugar, o regime de cada
elemento do clima.
Astronômicos
Topografia
Correntes Marítimas
Latitude
Continentalidade
Massas de Ar
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
Radiação Solar
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
Onda Curta (Sol) x Onda Longa (Terra)
Radiação Solar
INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR O
FLUXO DE RADIAÇAO SOLAR (ONDA CURTA)
 Piranômetro:
Radiação Solar
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.
INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR O
FLUXO DE RADIAÇAO SOLAR (ONDA CURTA)
Radiação Solar
Actinógrafo ou Piranógrafo
Instrumento registrador do
fluxo de radiação solar.
Unidade: cal/min/cm2
Estação Meteorlógica do IFSC
Outros instrumentos relacionados à radiação
 Heliógrafo:
Radiação Solar
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
Unidades de medida dos medidores de fluxo de
radiação
Radiação Solar
• 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
Área = 1 m2
1m
1m
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
TEMPERATURA x TEMPERATURA DO AR
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
Como se obtém o valor da temperatura do ar?
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
Temperatura do Ar
Ciclo Diário da Temperatura do Ar
São José dos Campos – SP (1974-1997)
28,5
23,5
19,9
13,5
 Função do movimento de rotação da Terra;
 Temperatura mínima entre 6 e 8 horas;
 Temperatura máxima entre 15 e 16 horas.
Temperatura do Ar
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.
Temperatura do Ar
Temperatura do Ar
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.
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
O que é Pressão Atmosférica? É a pressão exercida pela
Pressão Atmosférica
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.
PRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURA
Pressão Atmosférica
 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;
PRESSÃO ATMOSFÉRICA x TEMPERATURA
Pressão Atmosférica
 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.
Tipos de instrumentos utilizados:
• Barógrafo
Pressão Atmosférica
• Barômetro (primeiro instrumento meteorológico
inventado por Torricelli, 1643 DC)
1.
A mola aneróide expande e retrai
com a variação da pressão.
2.
A alavanca transfere o movimento
para a pena.
3.
A pena move-se de acordo com o
movimento do aneróide.
4.
O movimento da pena registra no
gráfico a variação da pressão no
decorrer do tempo.
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
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.
Ventos
Célula de Hadley
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.
Ventos
Anemômetro
Anemômetro Digital
Biruta
“Os ventos podem ser constantes, ou
regulares, periódicos, variáveis, ou irregulares
e locais”.
Anenoscópio
PRINCIPAIS TIPOS DE VENTOS:
Ventos
 Constantes:
alísio
contra-alísio
 Periódicos:
brisa
monção
 Variáveis ou irregulares:
locais
ALÍSIOS E CONTRA-ALÍSIOS
Ventos constantes
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
Os contra-alísios sopram do equador para os trópicos, em altos níveis.
Ventos constantes
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)
Zona de convergência intertropical
OC refletida
OL emitida
MONÇÕES
Ventos periódicos
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.
AS BRISAS
Ventos periódico
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
Escala espacial: local (costeiro)
Escala temporal: ciclo diurno
Brisa Terrestre
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
“A capacidade do ar de reter vapor d´água depende da
sua temperatura.”
Umidade do Ar
•  temperatura -  capacidade de reter vapor
•  temperatura -  capacidade de reter vapor
UR = quantidade de vapor = [%]
quantidade máxima (Tar)
Ciclo diurno de umidade e temperatura do ar
Umidade do Ar
UR = quantidade de vapor = [%]
quantidade máxima (Tar)
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
Evaporação passagem da água da fase líquida para gasosa (vapor) que
Evaporação
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
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
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.
Nuvens
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).
Nuvens Altas
• Cirrustratus (Cs)
Nuvens
• Cirrus (Ci)
• Cirruscumulus (Cc)
Nuvens Médias
• Altostratus (As)
Nuvens
• Altocumulus (Ac)
• Nimbustratus (Ns)
Nuvens Baixas
Nuvens
• Cumulus (Cu)
• Stratus (St)
•Stratocumulus (Sc)
• Cumulunimbus (Cb)
Elementos Climáticos
“Os elementos climáticos são responsáveis pela produção
de tipos e variedades do tempo e clima.”
 Radiação Solar
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
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
TIPOS DE PRECIPITAÇÃO:
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.
TIPOS DE PRECIPITAÇÃO:
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.
TIPOS DE PRECIPITAÇÃO:
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.
TIPOS DE FORMAÇÃO:
Precipitação
• 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
Climatologia Curso Técnico de
Meteorologia
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?
Composição da Atmosfera (20 km)
Atmosfera Terrestre
 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)
indícios
 Outros gases de
procedência industrial;
 Partículas sólidas
procedentes de
combustões (fumaças);
 Areias transportadas
pelo vento;
Pequenos cristais de
sal, desprendidos do mar.
Exosfera
Camadas da Atmosfera
Fatores Climáticos
Os fatores climáticos podem ser definidos como agentes
que determinam em um dado lugar, o regime vigente
para cada elemento climático.
Astronômicos
Topografia
Correntes Marítimas
Latitude
Continentalidade
Massas de Ar
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
 Pressão Atmosférica
 Evaporação
 Nuvens
 Temperatura do Ar
 Ventos
 Umidade do ar
 Precipitação
MOVIMENTO DE ROTAÇÃO
Astronômico
 Dia e noite;
 Fuso horário;
 Coriólis;
 Deformação da Terra;
MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO
Astronômico
 Estações do ano;
 Ano bissexto (365d 5h 48m 48s);
A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico
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.
A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico
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.
A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico
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.
A inclinação da Terra deu origem as Estações do Ano
Astronômico
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.
MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO
Astronômico
Movimento de precessão: giro do eixo de
rotação da Terra em torno de um eixo central
Astronômico
Ciclo completo ~ 26.000
anos
Prof. Bockzo - IAG/USP
Obliquidade: variação da inclinação do
eixo de rotação
Astronômico
Ciclo completo ~
41.000 anos
Prof. Bockzo - IAG/USP
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 ~ 400.000 anos
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
A área irradiada é maior em latitudes mais
altas, onde os raios solares incidem na
superfície co alguma inclinação.
Latitude
menor latitude = maior temperatura
maior latitude = menor temperatura
 Sol no zênite;
 Máxima energia por área;
 Maior aquecimento.
Latitude
 Raios inclinados;
 Menor energia por área;
 Menor aquecimento.
Topografia  Altitude
 alto - temperatura;
 baixo - temperatura;
menor densidade do ar
Pressão x Altura
maior densidade do ar
Porção terra-água
Continentalidade
Hemisfério Norte – Verão e Inverno rigorosos
Hemisfério Sul – Verão e Inverno moderados
Correntes Marítimas
CORRENTE QUENTE
CORRENTE FRIA
CORRENTE QUENTE
Correntes Marítimas
7
5
10
6
6
3
9
2
2
2
1
8
11
4
1- C. do Brasil
2- C. Sul-Equatorial
5- C. do Golfo
8- C. de Madagascar
3- C. das Guianas
6- C. Norte-Equatorial
9- C. das Monções
4- C. do Pacífico Sul
7- C. do Atlântico Norte
10- C. do Japão
11- C. Australiana
CORRENTE FRIA
Correntes Marítimas
8
7
9
5
6
2
4
4
1
3
1- C. do Atlântico Sul
4- C. Antártica
7- C. do Labrador
2- C. do Peru
5- C. da Califórnia
8- C. da Groelândia
3- C. das Falkland
6- C. das Canárias
9- C. Oiasivo
Massas de ar
Massas de ar
Tipos:
 Equatorial (E);
 Continental(C);
 Atlântico (A);
Pacífico(P)
Massas de ar
Tipos:
 Equatorial (E);
 Continental(C);
 Atlântico (A);
 Pacífico(P)
 Tropical (T)
Massas de ar
Tipos:
 Equatorial (E);
 Continental(C);
 Atlântico (A);
Tropical (T)
Polar (P)
Tipos:
 Equatorial;
 Tropical;
 Polar.
FIM!