Atmosfera, tempo e clima
A atmosfera – termo originado da junção de duas palavras gregas, atmós (vapor) e sphaira (esfera) – tem outras funções importantes, como a retenção do calor necessário para que tenhamos temperaturas adequadas à nossa sobrevivência e proteção contra raios solares nocivos à espécie humana.
O gás oxigênio – vital para a sobrevivência de muitas espécies, incluindo a humana – é um dos elementos existentes na atmosfera terrestre.
As camadas da atmosfera
A Terra apresenta camadas internas em sua estrutura litosférica. Cada uma dessas camadas tem características próprias e funções determinantes para a dinâmica do planeta. O mesmo ocorre com a atmosfera terrestre. Ela também pode ser dividida em camadas que revelam características particulares e funções variadas.
A atmosfera terrestre é o envoltório gasoso que recobre o planeta. Com uma espessura aproximada de 1 000 km, é divida em diferentes camadas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera. O maior volume de gases concentra-se na troposfera: uma faixa entre 0 e 12 quilômetros acima da superfície terrestre. É na troposfera que ocorrem fenômenos meteorológicos, como chuvas, raios e furacões, entre outros.
Composição da atmosfera
Apesar de a Terra não ser o único planeta envolvido por uma atmosfera, ela revela características especiais que proporcionam a existência de diversas formas de vida.
O oxigênio, como vimos, é fundamental para o processo de respiração de quase todos os seres vivos na Terra. Ele está presente em uma proporção de 20,95% no ar. Já o gás que está em maior abundância na atmosfera terrestre é o nitrogênio (78,08%), que está associado, em especial, ao crescimento e ao desenvolvimento das plantas. Além disso, também são encontrados outros gases na atmosfera, porém em menores proporções, como argônio, gás carbônico e vapor de água, entre outros. Alguns gases são responsáveis pela retenção do calor na atmosfera, fator fundamental para a manutenção da vida na Terra.
Conhecidos como gases de efeito estufa, os principais são dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e vapor de água. É possível dizer que o clima é a sucessão de tempos meteorológicos mais habituais que ocorrem em um lugar e que acabam por caracterizar determinada época do ano como mais fria ou mais quente, mais seca ou mais chuvosa, com mais ventos ou mais brisa, e assim por diante.
O efeito estufa
O efeito estufa é um fenômeno natural que ocorre por meio da retenção de parte do calor emitido pelos raios solares (radiação solar) por gases presentes na atmosfera. Sem ele, a temperatura média no planeta seria em torno de 18 °C negativos. Em razão do efeito estufa, a temperatura média na superfície terrestre é de 15 °C, ou seja, 33 °C superior ao que seria, caso esse fenômeno não existisse.
Porém, com a intensificação na emissão de gases poluentes na camada atmosférica no século XX, a maior retenção da radiação solar vem ampliando a temperatura média do planeta em uma velocidade apontada por alguns estudiosos do clima como perigosa para a diversidade da vida na Terra.
Durante o processo de efeito estufa, parte da radiação solar é refletida pela atmosfera e retorna ao espaço, enquanto outra consegue ultrapassar a atmosfera e atingir a superfície do planeta. Da mesma forma que ocorre em uma estufa de plantas, o calor gerado é parcialmente armazenado e mantém uma temperatura média mais elevada do que seria sem esse fenômeno.
O CLIMA E O TEMPO ATMOSFÉRICO
Apesar de os termos “tempo” e “clima” serem muitas vezes utilizados como sinônimos por algumas pessoas, eles têm significados diferentes. O tempo atmosférico corresponde a uma situação momentânea e transitória da atmosfera, com mudanças diárias e até mesmo horárias.
O tempo atmosférico é o estado momentâneo da atmosfera em determinado local da superfície terrestre.Por exemplo, um dia pode começar ensolarado e quente, mas, no seu decorrer, ficar frio e chuvoso.
Já o clima é baseado nos padrões de repetição do tempo atmosférico, revelados por muitos anos de observações e registros de diversos elementos, como volume de chuvas e temperatura. Trata-se, portanto, de um período mais longo que o do tempo atmosférico.
Para caracterizar o clima de uma região, analisam-se cartas meteorológicas, gráficos de temperaturas e índices de chuva da mesma área em diferentes momentos.
A previsão do tempo
Ao longo dos séculos, as sociedades notaram a existência de padrões de tempo atmosférico que se repetem, o que chamamos de clima. O meteorologista é o profissional que estuda a atmosfera e os fenômenos que nela ocorrem. Usando instrumentos como a biruta, o termômetro, o barômetro, entre outros, ele colhe e analisa dados da atmosfera para prever o tempo.
As informações meteorológicas também podem ser colhidas na superfície dos oceanos, com a ajuda de boias, e no ar, com o uso de sondas levadas por balões e por aviões de reconhecimento.
A partir da década de 1950, satélites artificiais passaram a ser lançados na órbita da Terra. Por causa desses satélites, hoje é possível obter imagens, dados climáticos, entre muitas outras informações meteorológicas.
Elementos do clima
O clima tem elementos atmosféricos possíveis de serem calculados e medidos. O estudo e a análise deles por longos períodos facilitam o entendimento da evolução do ritmo climático. Podemos citar como principais elementos do clima a temperatura, a umidade do ar e a pressão atmosférica.
Influenciados pela diversidade geográfica, eles se apresentam por meio dos ventos, das precipitações, das formações de nuvens e das ondas de calor ou frio, entre outros fatores.
Os tipos de nuvens
Uma das formas de prever o tempo é analisar o formato das nuvens. As nuvens são formadas quando o vapor-d’água entra em contato com as camadas frias do ar. Ao acontecer isso, ele se condensa, formando nuvens. Estas são compostas, principalmente, de uma enorme quantidade de gotículas de água ou cristais de gelo. Elas podem ter aparências diversas, dependendo da altitude e da camada da atmosfera em que se formam, da temperatura e dos ventos.
A temperatura e a radiação solar
O calor da energia solar que chega até a Terra altera o regime das precipitações (chuva, garoa, neblina, neve e granizo), a temperatura e a circulação das massas de ar na atmosfera.
Cada camada da atmosfera tem uma composição única de gases, o que interfere na absorção da radiação solar. Por isso, apenas uma porção da luz solar chega à superfície da Terra, enquanto parte dela volta para a atmosfera em forma de calor. No entanto, mesmo quando a radiação solar não incide no planeta, as temperaturas se mantêm relativamente estáveis por causa dos gases da atmosfera que retêm parte do calor.
Temperatura do ar
A temperatura do ar – expressa no Brasil por graus Celsius (°C) – revela o nível de calor atmosférico, gerado em especial pela radiação solar. Além deste, há outros fatores que influenciam a temperatura, como a existência de vegetação (ou a ausência dela), a altitude, o relevo e a latitude. Enquanto determinados locais apresentam grandes variações de temperatura em um mesmo dia, outros podem sofrer pouca variação. A diferença entre a temperatura máxima e a mínima em determinado local em um período de tempo é denominada amplitude térmica.
Umidade atmosférica
A umidade atmosférica é o volume de vapor de água presente no ar. Locais mais próximos ao mar, aos rios, aos lagos e a áreas com vegetação densa apresentam, em geral, maiores indicadores de umidade.
Chamamos a quantidade de vapor-d’água retida no ar de umidade. Ela se origina na superfície terrestre pela evaporação e transpiração da água. A umidade do ar varia de um lugar para outro, sendo maior em localidades quentes e menor em localidades frias. Também diminui conforme a altitude aumenta.
A evaporação e evapotranspiração são fenômenos que influenciam diretamente essa umidade do ar. Eles são responsáveis pelas partículas de vapor de água em suspensão na atmosfera. Há uma capacidade máxima suportada de retenção desse vapor no ar, denominada ponto de saturação atmosférica. Quando esse limite é atingido ocorre a precipitação, ou seja, o vapor de água entra em condensação e a água retorna à superfície terrestre em estado líquido.
As precipitações atmosféricas
Precipitação é o retorno do vapor-d’água presente na atmosfera à superfície terrestre em estado sólido ou líquido. Existem diferentes tipos de precipitação atmosférica, como a chuva, a neve, o granizo, o orvalho e a geada.
A neve é um tipo de precipitação que ocorre quando as temperaturas estão abaixo de 0 °C. Por causa do frio intenso, o vapor de água das nuvens congela e cai em forma de flocos de gelo.
Já as chuvas de granizo acontecem com o congelamento das gotículas de água existentes nas nuvens do tipo cúmulo-nimbo. Quando uma camada de ar mais frio encontra uma nuvem, há o congelamento dessas gotículas, que se precipitam na forma de granizo.
De acordo com as condições ambientais locais, como relevo ou movimentação e direção do ar quente e frio, as chuvas podem ser classificadas em três tipos: de convecção, frontal, ou ciclônica, e orográfica.
A chuva de convecção, em geral, é rápida e de curta duração. Ocorre em razão da diferença de temperatura entre o ar próximo ao solo, que aquece, sobe rapidamente e se condensa, e o ar frio das camadas superiores, que desce. Por ser mais comum em dias quentes, a chuva de convecção é também conhecida como “chuva de verão”.
A chuva frontal ou ciclônica é causada pelo ar quente que invade o ar frio, e vice-versa. O ar quente é forçado para cima, provocando precipitações de longa duração sobre áreas extensas. Esse tipo de chuva é predominante em áreas temperadas, subtropicais e tropicais.
A chuva orográfica é causada pelo ar úmido forçado para cima por uma barreira física, como as montanhas de uma linha costeira (por exemplo, a Serra do Mar). A chuva orográfica é provocada pelo relevo, que faz com que o ar se eleve para poder ultrapassá-lo. Ao ascender, o ar se resfria e o vapor-d’água se condensa, favorecendo a formação de nuvens e chuvas. As áreas onde acontece esse tipo de chuva são as vertentes de morros e as cadeias montanhosas.
A circulação atmosférica e os ventos
A atmosfera está em constante movimento. O ar movimenta-se do ponto onde a pressão atmosférica é mais alta para o ponto onde ela é mais baixa, sempre buscando um equilíbrio; assim, quanto maior for a diferença de pressão, maior será a velocidade do vento.
O movimento de rotação da Terra também influencia a dinâmica dos ventos, uma vez que, ao girar de oeste para leste, desvia as correntes de ar. Isso determina, de maneira geral, para que direções os ventos se movimentarão.
As áreas de maior pressão estão nos polos e no entorno das zonas temperadas. Já as áreas de menor pressão estão no entorno da linha do equador, nas zonas tropicais. Isso ocorre porque o ar frio é mais denso e pesado (as moléculas estão mais próximas umas das outras), enquanto o ar quente é mais leve e tende a se elevar (as moléculas estão mais distantes umas das outras).
As brisas são ventos fracos, como os que sopram do mar para a terra, durante o dia, e da terra para o mar, durante a noite. Isso ocorre por causa da diferença de temperatura e pressão das terras emersas e dos oceanos.
As massas de ar
As massas de ar são grandes porções de ar que se formam em áreas que permitem que o ar se acumule, repouse ou se mova lentamente. Elas conservam as características de temperatura, umidade e pressão atmosférica da região de onde se originam.
Desse modo, uma massa de ar que se forma sobre a região equatorial, por exemplo, apresenta características desse ambiente: temperatura alta e grande umidade.
Ao se deslocar, a massa de ar vai perdendo, aos poucos, suas características originais. Assim, uma massa de ar quente e úmida, formada próximo à linha do equador, perde calor e umidade à medida que se dirige para áreas mais frias e tende a deixar o tempo quente e chuvoso por onde passa.
As massas de ar influenciam diretamente as condições do tempo atmosférico das áreas por onde se deslocam.
Pressão atmosférica
A maior parte dos gases atmosféricos se encontra na troposfera? Isso ocorre por causa do efeito da gravidade, que atrai a maior parte das moléculas de ar em direção ao centro do planeta, acumulando-as nessa faixa da atmosfera. O peso que essas moléculas de ar realizam sobre a superfície terrestre é o que chamamos pressão atmosférica.
Quanto menor for a altitude do relevo terrestre, maior será a coluna de ar e maior será o peso sobre essa área. À medida que o relevo se torna mais elevado, a coluna de ar diminui, reduzindo a pressão e o peso sobre as moléculas, tornando a pressão atmosférica menor nesses locais.
As características das massas de ar
Massas de ar continentais: originam-se na porção continental do planeta. Têm como principal característica a baixa umidade.
Massas de ar marítimas: originam-se nos mares e oceanos. Diferentemente das massas de ar continentais, elas apresentam umidade elevada.
Massas de ar Tropicais: originam-se nas zonas tropicais do globo, ou seja, entre os trópicos. Podem ser do tipo Tropical continental, que tem como característica a temperatura elevada e a baixa umidade, ou Tropical marítima, que se caracteriza por temperaturas mais amenas e alta umidade.
Massas Ártica e Antártica: originam-se nas regiões do Ártico e da Antártida. Sua principal característica é a baixa temperatura. Ocorrem mais comumente durante o inverno.
Massas Polares: originam-se nos polos e podem ser classificadas em Polar continental, com baixa temperatura e baixa umidade, ou Polar marítima, com baixa temperatura e alta umidade.
Massas Equatoriais: originam-se nas áreas da linha do equador. Têm como principal característica a alta temperatura.
Os tornados e os furacões
Os tornados e os furacões são formas extremas de ventos circulares excepcionalmente fortes, que provocam chuvas torrenciais.
No caso do tornado, o vento e a chuva giram numa espiral ascendente, como uma coluna de ar em violenta rotação em contato com a superfície do solo. O tornado desloca-se, geralmente, a uma velocidade de 30 km/h a 60 km/h. Já a velocidade do vento pode ultrapassar 300 km/h na base da espiral e ter a duração de minutos. Esses ventos causam destruição apenas na área sobre a qual o tornado passa (diâmetro máximo de 1 km). As áreas vizinhas não são atingidas.
Os furacões geralmente se formam nos oceanos tropicais, como tempestades caracterizadas por ventos ciclônicos, que podem atingir mais de 300 km/h. Eles se deslocam formando uma espiral no meio da qual há um “olho”, cercado por ventos fortes e chuvas. Eles podem durar até uma semana. A intensidade de um furacão é medida com base em sua velocidade e em sua capacidade de causar danos.
OS FATORES CLIMÁTICOS
Como verificamos, alguns elementos climáticos, como temperatura, pressão, umidade e vento, apresentam variações que determinam as diferentes características dos climas da Terra. Essas variações são provocadas por fatores climáticos, como latitude, altitude, continentalidade e maritimidade.
Em geral, é possível associar as médias de temperatura de um local à sua posição no planeta – são as zonas climáticas. A distribuição da radiação solar varia conforme a latitude: na área entre os trópicos, os raios solares atingem verticalmente a Terra; já nos polos, eles chegam ao nosso planeta de forma bem mais inclinada, distribuindo-se por uma área maior. Assim, quanto mais elevada a latitude, menores são as temperaturas médias.
Nas áreas continentais, longe dos oceanos, o ambiente tende a apresentar maior amplitude térmica, ou seja, maior diferença de temperatura atmosférica no mesmo dia ou em outro período. Chamamos esse fenômeno de continentalidade. Ela ocorre porque áreas continentais perdem energia mais rapidamente que os oceanos, que conservam o calor por muito mais tempo e atuam como reguladores de temperatura.
De maneira inversa, as áreas costeiras sofrem o efeito da maritimidade, o que significa que apresentam maior umidade e menor variação de temperatura. Outro fator climático são as correntes marítimas. A água dos oceanos não está parada e tem temperaturas diferentes.
As correntes marítimas correspondem ao movimento das massas de água oceânica, podendo ser quentes ou frias. As regiões litorâneas afetadas por correntes quentes registram temperaturas um pouco mais elevadas e índices pluviométricos altos, enquanto as áreas afetadas por correntes frias têm temperaturas e umidade do ar mais baixas, o que pode, até mesmo, ocasionar climas desérticos.
Tipos de climas
O planeta Terra possui grande variedade climática, cujos fatores apresentados no capítulo anterior explicam o porquê de tanta diversidade. Assim, é possível identificarmos características de temperatura, umidade do ar e precipitação, variando de uma localidade a outra do globo.
Com o objetivo de agrupar padrões climáticos, surgem as classificações do clima. Uma das mais utilizadas é a classificação de Köppen, desenvolvido pelo climatologista e botânico alemão Wladimir Köppen (1846-1940), apresentada no ano de 1900. Essa classificação tem como base os registros de temperatura e precipitação. Esses dois elementos climáticos afetam diretamente a formação das paisagens naturais, em especial a vegetação e o solo, diante disso, é possível afirmar que há uma relação direta entre as variações climáticas com as formações vegetais do planeta.
Principais climas da Terra
Clima Equatorial
Clima Tropical
Clima Subtropical
Clima Mediterrâneo
Clima Temperado
- Clima Temperado Oceânico: clima ameno, com temperaturas que normalmente variam, no verão, entre 0 °C e pouco acima de 15 °C, com intervalos breves mais quentes. A distribuição de chuvas é homogênea ao longo de todo o ano. Este clima é propício para a prática agrícola de frutas, legumes e cereais, além da criação de animais, como ovelhas.
- Clima Temperado Continental: com oscilações mais severas de temperatura, os verões são quentes e os invernos rigorosos, até mesmo com a presença de neve em muitos momentos. As chuvas são bem distribuídas durante os meses do ano.
Clima Semiárido
Clima Desértico
Climas Frio e Polar
Clima Frio de Montanha
Fatores do clima
Influência da altitude
Efeito da maritimidade e da continentalidade
Correntes marítimas
Variações do clima da Terra
Variações do clima: fatores naturais
Mudanças climáticas
El Niño e La Niña
Alterações antrópicas do clima
Camada de ozônio
Intensificação do efeito estufa
Chuva ácida
Tratados climáticos internacionais
Microclimas urbanos
- Ilhas de calor: ocorrem em grandes centros urbanos onde há intensa modificação do uso do solo, com a presença de elementos artificiais (estradas, edifícios, etc.). A retenção de calor é maior nesses espaços, pois se configuram como áreas isoladas do entorno, com temperaturas mais elevadas.
- Inversão térmica: fenômeno natural, mais comum nos meses de inverno, que tem consequências específicas para o meio urbano. A inversão térmica consiste na presença do ar mais denso (frio) nas camadas próximo à superfície, enquanto o ar menos denso (quente) fica acima, impedindo a ascensão do ar, o que gera uma concentração de gases poluentes nestas áreas. Como consequência, muitas pessoas desenvolvem doenças respiratórias e irritação nos olhos.