Elementos e Factores do Clima: Temperatura, Pressão atmosférica, A carta sinóptica, Ciclones e Ventos

Elementos e Factores do Clima

Temperatura
A temperatura é um dos elementos do clima e representa o grau de aquecimento ou arrefecimento da Atmosfera resultante dos processos da radiação solar e irradiação terrestre. 

Para estudo e informação ao público apresentam-se as temperaturas médias diurnas, mensais e anuais. O cálculo das temperaturas máxima, mínima, média, anual e diurna são importantes para a análise meteorológica.

A medição da temperatura

Termômetros
A temperatura é um dos elementos mais importantes na análise da dinâmica atmosférica e existem mecanismos de medição que se baseiam em: expansão térmica de um líquido ou metal; expansão diferencial de dois metais; pressão de vapor de um liquido; «thermocouples» (pares termais); diferenças de resistividade eléctrica; radiação infravermelha emitida da superfície do mar.

Um dos instrumentos mais usados para a medição da temperatura é o termômetro. Este instrumento funciona à base de um líquido que pode ser mercúrio, álcool e tolueno. Por possuir um coeficiente de expansão térmica bastante linear para com a temperatura, o material mais comummente utilizado é o mercúrio, e com termómetros reversos pode-se alcançar precisões melhores que 0,01 oC. Os termómetros de álcool e o tolueno são usados para temperaturas muito baixas, onde a viscosidade do mercúrio se torna desfavorável.

«Thermocouples» ou pares termais são formados por dois filamentos de diferentes metais dispostos paralelamente e unidos duplamente nas suas extremidades. Uma destas é artificialmente mantida a uma temperatura constante (normalmente 0 °C ou 32 F).

A outra extremidade irá possuir uma temperatura diferente, produzindo uma diferença de voltagem que por ser aproximadamente proporcional à diferença de temperatura entre as duas extremidades, pode ser medida e utilizada para determinar a temperatura real. A fim de aumentar a sensibilidade das medidas, pode montar-se um arranjo em série, destes pares, também conhecido como «Thermopiles».

Termómetros associados resistividade: uma vez que a resistividade eléctrica dos materiais, principalmente dos metais, varia inversamente com a temperatura, estes podem ser usados como sensores térmicos. Os mais utilizados são o cobre, a platina e o níquel. O cobre possui a melhor paridade, mas como tem uma resistividade elétrica muito baixa necessita de muitos fios para aumentar a resistividade.

Radiação infravermelha: os satélites oferecem uma boa oportunidade de medição da temperatura superficial dos oceanos em escala global, num curto espaço de tempo.
Dotados de radiómetros, os satélites captam a radiação infravermelha que a superfície dos oceanos reflecte em direcção ao espaço.

Variação da Temperatura

A Atmosfera é aquecida pela radiação, através da absorção e reflexão das nuvens, do vapor de água, do ar e das poeiras e, indirectamente, pela irradiação terrestre. Tendo em conta que estes fenómenos ocorrem de maneira diferenciada nas diferentes regiões da terra, a temperatura não é mesma em todas as regiões da Terra.

Os factores do clima tais como, a latitude, altitude, continentalidade e estação do ano condicionam a variação dos elementos do clima. Entre os principais factores de variação da temperatura à superfície, podemos apontar, a latitude, a altitude, as estações do ano e a continentalidade.
  • Com a latitude
Através das linhas isotérmicas pode observar-se com clareza as diferenças de temperatura entre regiões de latitudes diferentes: que as temperaturas são bastante elevadas na zona de maior insolação (o equador) e vão reduzindo medida que nos dirigimos para zonas de menor insolação que se situam nas zonas polares. Com o aumento da latitude, a temperatura diminui.

  • Com a altitude
Mais do que a radiação solar, o principal processo responsável pelo aquecimento do ar é a irradiação terrestre, ou seja, o reenvio do calor que chega à superfície.
Assim, quanto major for a altitude, ou seja, a distância em relação à superfície terrestre, menor será a temperatura.
  • Com a continentalidade
A continentalidade, que é a proximidade ou afastamento do lugar em relação ao mar, também é um dos factores que faz variar a temperatura.
Em regiões próximas do mar ou dos lagos, o ar fica carregado de vapor de água resultante da evaporação. Esse vapor contribui para o equilíbrio térmico, evitando excesso de calor durante o dia e mantendo o calor após o fim da radiação solar e da irradiação terrestre. Em contrapartida, as zonas mais afastadas dos oceanos apresentam muita instabilidade térmica, que se manifesta num excessivo aquecimento durante o dia e um excessivo arrefecimento durante a noite.

Este factor é que explica que no hemisfério norte, mais continental, as linhas isotérmicas sejam muito variáveis e o hemisfério sul com vastas massas oceânicas apresente maior estabilidade térmica.

As regiões localizadas no interior dos continentes e, por isso, não expostas aos ventos húmidos dos oceanos, apresentam temperaturas muito instáveis ao longo do dia. Durante o dia, a temperatura chega a atingir valores muito altos e à noite valores muito baixos. Estas situações ocorrem em especial no deserto.

Por exemplo a temperatura mais alta até hoje registada foi de 58 oC em Aziza, no deserto da Líbia, e a mais baixa foi de -88 oC registada na estação russa de Ostok. Ambas foram registadas em superfícies continentais, desérticas quentes e frias.
  • Com o tempo
Ao longo do dia, o movimento anual aparente do sol origina uma variação da temperatura, em estreita ligação com os níveis de radiação solar e outros factores.
Ao nascer do dia, quando a radiação solar começa, a temperatura é mínima e vai aumentando até atingir o máximo por volta das 14 horas, altura em que começa a decrescer.

A temperatura máxima só é atingida cerca das 14 horas, pois nessa altura atinge-se o pico da irradiação terrestre que é outra fonte de aquecimento da Terra.
A temperatura varia igualmente ao longo do ano, de acordo com as estações do ano, atingindo os valores mínimos no Inverno e os máximos no Verão.

Mas há zonas, particularmente nas altas latitudes, em que o dia e a noite duram aproximadamente 6 meses.
As temperaturas mantém-se baixas durante muitos meses e as temperaturas positivas quase não se registam.

Pressão atmosférica

A pressão atmosférica foi medida pela primeira vez, por Torricelli em 1644, com um barómetro de mercúrio por si inventado no mesmo ano. A pressão atmosférica mede-se em milímetros de mercúrio (mm Hg) ou em milibares (mb). A pressão é considerada normal quando se situa em 760 mm Hg ou 1013 mb. Quando estiver abaixo desse valor diz-se que a pressão atmosférica é baixa e quando estiver acima é considerada alta.


Fig.1: Barómetro 

Variação da pressão atmosférica

  • Com a temperatura
A pressão atmosférica varia na razão inversa da temperatura, ou seja, quando a temperatura aumenta a pressão diminui e quando a temperatura diminui a pressão aumenta.
    Quando a temperatura aumenta, os gases que compõem a Atmosfera são aquecidos, por isso dilatam e expandem-se. Assim, a sua densidade diminui e a pressão diminui. O ar menos denso tende a elevar-se, num movimento ascendente, originando um centro de baixas pressões ou depressão.
    Em contrapartida, com a diminuição da temperatura, os gases contraem-se e a pressão aumenta. Nestes locais de baixa temperatura, o ar fica denso e, descendo, cria um centro de altas pressões.
   Entre os dois centros, de alta e baixa pressões, desenvolvem-se correntes de compensação que tendem a estabelecer o equilíbrio energético provocado pelas diferenças térmicas.
  • Com a altitude
A altitude é outro factor que faz variar a pressão atmosférica. A variação da pressão com a altitude tem a ver com a massa que os corpos suportam, ocorrendo na proporção inversa.
Grande parte dos componentes do ar atmosférico é produzida na superfície terrestre de tal modo que estas concentram-se mais junto à superfície e vão reduzindo à medida que se afasta desta. Portanto, com o aumento da altitude reduz-se a concentração de gases e, como tal, a pressão atmosférica diminui.
    Entretanto, a redução da pressão com a altitude não é uniforme. A diminuição é maior nas camadas baixas e menor na alta Atmosfera, mas, em média, a pressão diminui 1 mm Hg por cada 11,6 m.
    A diminuição da pressão atmosférica com a altitude deve-se à baixa densidade do ar que inclui oxigénio, o que provoca o chamado «mal da montanha» caracterizado por debilidade, dores de cabeça, ouvidos, hemorragias nasais e náuseas, devido à insuficiência do oxigénio para renovar o sangue, através dos pulmões.
  • Com a latitude
As variações da latitude interferem na pressão atmosférica. Isto acontece porque as regiões que recebem mais calor, geralmente dispersam as massas de ar, pelo facto de estas ficarem mais quentes e consequentemente elevarem-se na Atmosfera e, em seguida, dispersarem-se.
  • Com a humidade
Para uma mesma temperatura, o ar húmido é mais leve que um ar seco. Segundo a lei de Avogadro, todos os gases contém, em igual volume e nas mesmas condições de temperatura e pressão, o mesmo número de moléculas, sendo as moléculas do vapor de água (H2O) mais leves do que as do ar (oxigénio (O2) e nitrogénio (N)); a substituição de parte destas por aquelas, torna o ar mais leve por isso maior humidade corresponde a menor pressão.
  • Com o tempo
A variação da pressão atmosférica tem, também, estreita relação com o movimento aparente diurno e anual do sol.
Com efeito, as alterações diurnas e anuais da temperatura determinam a variação da pressão. A pressão é máxima quando a temperatura é baixa, e mínima com a temperatura mais alta. Por isso, ao longo do ano, a pressão é baixa no Verão e alta no Inverno e ao longo do dia é mínima durante o dia solar e mínima durante a noite.

Centros de altas e baixas pressões

As linhas isobáricas põem em evidência certas formações típicas relacionadas com os diferentes estados de tempo.
Os centros de baixas pressões ou ciclones ocorrem quando a pressão diminui do exterior para interior e são representados por isóbaras fechadas e concêntricas.
Quando, pelo contrário, a pressão aumenta para o interior, cria-se um centro de alta pressão ou anticiclone representado por isóbaras abertas.
De acordo com as linhas isobáricas, ao longo da latitude distinguem-se os seguintes centros barométricos.

A carta sinóptica

A carta sinóptica, também conhecida por carta de tempo, é uma carta na qual estão representadas as isóbaras (linhas unindo os pontos de igual pressão) e os dados sobre ventos, temperatura e nuvens.
   Na carta sinóptica, as regiões de altas pressões, ou anticiclone, são representadas pela letra A e as de baixas pressões pela letra B.
   Os ventos sopram sempre de altas para as baixas pressões. São divergentes nas zonas de altas pressões e circulam no sentido anti-horário no hemisfério Norte (anticiclones) e são convergentes em direcção as baixas pressões e circulam no sentido horário no hemisfério Sul (ciclone).

Ciclones e anticiclones

A formação de centros ciclónicos e anticiclónicos é variável conforme se esteja no hemisfério Sul ou Norte, como mostram as figuras abaixo.

Ventos

Sempre que ocorre um gradiente barométrico, ou seja, diferença de pressão atmosférica entre dois pontos, produz-se um deslocamento de ar, que constitui o vento. A velocidade do vento será tanto maior, quanto maior for o gradiente barométrico; ou seja, quanto mais próximas as linhas isobáricas.
A velocidade do vento mede-se através de anemómetros, em m/s ou km/hora e a direcção e sentido medem-se por um aparelho chamado catavento. De acordo com a direcção e frequência, os ventos podem ser agrupados em diversos tipos:
  • Ventos constantes – ventos que sopram sempre na mesma direcção ao longo de todo o ano. Exemplo: ventos alísios. Também podem soprar durante um período do ano numa direcção e em sentido contrário noutro período do ano. Exemplo: as monções da Ásia Meridional e Oriental.
  • Ventos periódicos – ventos que sopram num certo período do ano.
  • Ventos variáveis – ventos que variam frequentemente a sua direcção. Exemplo: ventos oestes nas regiões temperadas.

 Bibliografia
WILSON, Felisberto. G11 - Geografia 11ª Classe. 2ª Edição. Texto Editores, Maputo, 2017.

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