Física da Ambiente – 2008a

Núvens cumulus
Definição
A meteorologia é a ciência que estuda os fenômenos da atmosfera terrestre e a atmosfera de outros planetas. A palavra meteorologia vem de meteoro que significa aquilo que flutua no ar. A meteorologia é propriamente a ciência atmosférica ou ciência da atmosfera.
A pesquisa científica da atmosfera a as aplicações práticas do conhecimento adquirido pelo desenvolvimento e tecnologia definem o universo ou abrangência da meteorologia.
Um dos principais objetivos operacionais da meteorologia é a previsão do tempo até 15 dias e também a determinação da tendência das flutuações climáticas, em geral para o próximo ano ou estação do ano. A previsão do tempo é definida para diferentes escalas temporais e espaciais. Muitos dos sistemas atmosfericos apresentam-se como uma combinação complexa de fenômenos de escalas diferentes.
O prognóstico (ou previsão) de fenômenos do tempo, principalmente do tempo severo, como tempestades e pancada de chuva intensas, é muito importante para toda uma gama de atividades humanas. Por exemplo, nas grandes cidades do mundo fenômenos meteorológicos críticos acabam por definir as condições de salubridade e qualidade ambiental de cada local. Entre esse fenômenos listam-se: as inundações, as estiagens , as condições críticas de temperaturas extremas, em geral associadas a baixos valores de umidade relativa do ar, os eventos críticos de poluição do ar quando a concentração do polutentes supera valores aceitáveis para a saúde humana, animal e vegetal, etc.
A Meteorologia estuda a atmosfera em sua inter-relação com as outras esferas do planeta: a biosfera, litosfera, criosfera e hidrosfera. A camada atmosférica em que a maioria dos seres vivos da terra e do ar vivem é chamada também homeosfera, porque nela a convecção térmica e a turbulência, encontrada na troposfera homogeneizam as frações em volume dos gases atmosféricos, principalmente nitrogênio e oxigênio.
A atmosfera terrestre é distinta de outras no sistema solar pela presença de quantidades significativas de vapor d’água e de oxigênio. O oxigênio da atmosfera terrestre não está em equilíbrio químico com os outros materias de superfície terrestre. Isso se deve a presença de vida vegetal na Terra. De forma diferente em Marte praticamente todo o oxigênio disponível na atmosfera oxidou os materias da superfície marciana, daí a cor avermelhada da superfície e também o que é espantoso, a ausência de formas de vida macroscópicas ou facilmente identificáveis pelo sensoriamento remoto.


Nevoeiro, um dos fenômenos meteorológicos
Fenômenos atmosféricos
Os fenômenos meteorológicos são os objetos de estudo da ciência atmosférica. Esses fenômenos são mensurados pelos seus componentes principais (luz, água, eletricidade) ou por variáveis meteorológicas (temperatura, pressão, umidade do ar). Há também a classificação em escalas, que leva em consideração o tamanho e a duração do fenômeno. A primeira camada da troposfera é chamada Camada Limite Atmosférica (CLP), e é onde ocorrem a maioria desses eventos.
Entre os fenômenos conhecidos destacam-se:
ciclone tropical (furacão,tufão)
ciclone extratropical
tornado
hidrometeoros (chuva, formação de nuvens, granizo, neve, gota de água, orvalho, geada)
frente-frias e frente-quentes
linhas de instabilidade
complexos convectivos de mesoescala
veranicos e invernicos
seca
El Niño
Ilha de calor urbana
Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS)
fotometeoros (halo, arco-íris, miragem, coroa lunar)
eletrometeoros (raio, trovão)

EFEITO CORIOLIS > Força por unidade de massa que deriva apenas da rotação da Terra e que age como força de deflexão. Depende da latitude e da velocidade do objeto em movimento. No Hemisfério Norte o ar se desvia para a direita de seu caminho, enquanto que no Hemisfério Sul se desvia para a esquerda. A força é maior nos pólos Norte e Sul e quase inexistente no equador.

EFEITO ESTUFA > Aquecimento global da parte mais baixa da atmosfera da Terra, devido principalmente à presença de dióxido de carbono e vapor de água, que permitem que os raios do Sol aqueçam a Terra, mas impedem que parte desse aquecimento retorne para o espaço. As nuvens agem como uma estufa concorrendo para manter mais elevada a temperatura à superfície. Por isso as noite límpidas são em geral mais frias do que as noite nubladas.

EQUADOR > Círculo geográfico a zero graus de latitude na superfície da Terra. É a linha imaginária que divide o planeta em Hemisfério Norte e Hemisfério Sul, sendo equidistante dos pólos Norte e Sul.

EQUINÓCIO > Ponto no qual a eclíptica intercepta o equador celestial. Dias e noites são quase iguais em duração. No Hemisfério Norte, o equinócio da primavera cai em torno de 20 de março e o equinócio do outono em torno de 22 de setembro.

ESCALA DE TEMPERATURA CELSIUS > Escala de temperatura na qual o nível da água do mar tem um ponto de congelamento em zero graus C (Celsius) e um ponto de ebulição em +100 graus C. Mais comumente usada em áreas que utilizam o sistema métrico de medida. Foi criada por Anders Celsius em 1742. O mesmo que centígrado. Em 1948, a 9ª Conferência Geral de Pesos e Medidas substituiu a expressão "grau centígrado" por "grau Celsius".

GEADA > Depósito de gelo cristalino, em forma de agulhas, prismas, escamas, dentre outros, resultante da sublimação do vapor d'água do ar adjacente, sobre a superfície do solo, das plantas e dos objetos expostos ao ar.

GELO > Forma sólida de água. Pode ser encontrado na atmosfera em forma de cristais de gelo, bolas de gelo e granizo, por exemplo.
alcança o solstício de junho no (dia 21) e termina quando ele atinge o equinócio de setembro no (dia 21). No Hemisfério Norte inicia quando o sol alcança o solstício de dezembro no dia 21 e finda quando ele atinge o equinócio de março no (dia 20).
LATITUDE > Localização, em relação à linha do equador, de um dado ponto na superfície da Terra. É medida em graus, e a linha do equador está a zero grau. Sua representação é feita através de linhas paralelas que circundam o planeta horizontalmente e o dividem em Norte e Sul. Os pólos Norte e Sul estão a 90 graus em relação à linha do equador.
METEOROLOGIA / METEOROLOGISTAS > Ciência que estuda a atmosfera e os fenômenos atmosféricos. Algumas áreas da meteorologia abrangem estudos sobre agricultura aplicada, astrometeorologia, aviação, dinâmica, hidrometeorologia operacional e sinóptica, entre outros. Cientistas que estudam a atmosfera e os fenômenos atmosféricos.
NASCER DO SOL > Aparecimento diário do Sol a leste do horizonte e que acontece devido ao movimento de rotação da Terra. Nos Estados Unidos, é considerado como o momento em que a extremidade superior do Sol aparece no horizonte no nível do mar. Na Inglaterra, refere-se ao momento em que o centro do disco solar está à vista. O cálculo do nascer do Sol é feito de acordo com o nível médio da água do mar. Veja Poente ou pôr-do-sol para uma comparação.
NÉVOA > Conjunto de microscópicas gotículas de água suspensas na atmosfera. Não reduz a visibilidade como o nevoeiro e frequentemente é confundida com chuvisco.
NEVOEIRO > Massa de minúsculas, porém visíveis, gotículas de água suspensas na atmosfera, próximas ou junto à superfície da Terra, que reduzem a visibilidade horizontal para menos de mil metros. É formada quando a temperatura e o ponto de condensação do ar se tornam os mesmos - ou quase os mesmos - e suficientes núcleos de condensação estão presentes. É referida como "FG" quando está em observação e pelo Metar.

ORVALHO > Condensação na forma de pequenas gotas de água que se formam na grama e em outros objetos pequenos perto do chão, geralmente durante a noite, quando a temperatura cai até o ponto de condensação.

OUTONO > Estação do ano que se inicia quando o Sol se aproxima do solstício de inverno. Caracteriza-se pela diminuição de temperaturas nas latitudes médias. Isto ocorre nos meses de Setembro, Outubro e Novembro no Hemisfério Norte e nos meses de Março, Abril e Maio no Hemisfério Sul. Do ponto de vista astronômico, é o período entre o equinócio de outono e o solstício de inverno.
POENTE OU PÔR-DO-SOL > Desaparecimento diário do Sol no oeste do horizonte devido ao movimento de rotação da Terra. Nos Estados Unidos, é considerado como aquele momento em que a extremidade superior do Sol desaparece no horizonte no nível do mar. Na Inglaterra, refere-se ao momento em que o centro do disco do sol desaparece. O cálculo do poente, ou pôr-do-sol é feito de acordo com o nível médio da água do mar. Veja Nascer do Sol para uma comparação.
PONTO DE ORVALHO > A temperatura na qual o ar deve ser esfriado a uma pressão constante para ser saturado.

PRECIPITAÇÃO > A ação dos raios solares e do vento sobre as águas da superfície terrestre provoca o fenômeno da evaporação, que é a passagem da água do estado líquido para o estado de vapor. Devido à evaporação, uma quantidade enorme de gotículas de água fica em suspensão na atmosfera. Gotículas de água se concentram, formando nuvens. Ao se resfriar, a água das nuvens se precipita em forma de chuva. Por este motivo, a chuva é um tipo de precipitação pluvial. A quantidade de chuva que cai num determinado lugar e num determinado tempo, é medida pelo pluviômetro e registrada pelo pluviógrafo. Considera-se precipitação todas as formas de água, líquida ou sólida, que caem das nuvens alcançando o solo: garoa, garoa gelada, chuva fria, granizo, cristais de gelo, bolas de gelo, chuva, neve, bolas de neve e partículas de neve. Seu volume é expressado geralmente em polegadas, referindo-se ao estado da água - se líquida ou sólida - que cai sobre uma determinada região e por um determinado período de tempo.

PRESSÃO > É a força por unidade de área causada pelo peso da atmosfera sobre um ponto, ou sobre a superfície da Terra. Também conhecida como pressão atmosférica ou pressão barométrica.

PRESSÃO ATMOSFÉRICA > Pressão exercida pela atmosfera sobre qualquer superfície, em virtude de seu peso. Equivale ao peso de uma coluna de ar de corte transversal unitário, que se estende desde um nível dado até o limite superior da atmosfera. Sua medida pode ser expressa em milibares, em polegadas ou em milímetros de mercúrio (Hg). É também conhecida como pressão barométrica. A pressão atmosférica varia de lugar para lugar. Essa variação é causada pela altitude e principalmente pela temperatura.

PRIMAVERA > Estação do ano que se inicia quando o Sol se aproxima do solstício de verão e é caracterizada pelo aumento da temperatura nas latitudes médias. Isto ocorre nos meses de Março, Abril e Maio no Hemisfério Norte e nos meses de Setembro, Outubro e Novembro no Hemisfério Sul. Do ponto de vista astronômico, este é o período entre o equinócio vernal e o solstício de verão.

SERENO > Precipitação proveniente de céu sem nuvens, assemelhando-se a uma chuva muito fina, de curta duração. Pode também ser constituído por gotas maiores porém bastante espaçadas.

TEMPERATURA > É a quantidade de calor que existe no ar. Ela é medida pelo termômetro meteorológico, que é diferente do termômetro clínico. A diferença entre a maior e a menor temperatura chama-se amplitude térmica.

VERÃO> É a Estação que se segue à primavera e precede o outono (no hemisfério Sul, vai do solstício de dezembro [21 ou 22] ao equinócio de março [20 ou 21]). / Período de calor em geral, recebe a maior quantidade de radiação incidência, Calor.

Bibliografia acadêmica
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Petterssen, Sverre, 1956: Weather Analysis and Forecasting. New York: McGraw-Hill Book Company, Inc., Vol.1: 428 pp, and Vol.2.
Oke, T., 1987: Boundary Layer Climates. Second Edition. Routledge Publ., 435 pp.
Stull, R. B., 1988: Boundary Layer Meteorology. Kluwer Acad. Publ., 647 pp.