Parte 1. Conteúdo 2 • Conceitos básicos • Evolução e história • Formação e composição...
49
INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS Parte 1
Parte 1. Conteúdo 2 • Conceitos básicos • Evolução e história • Formação e composição da atmosfera • Camadas atmosféricas • Radiação solar • Ozônio estratosférico
Contedo 2 Conceitos bsicos Evoluo e histria Formao e composio
da atmosfera Camadas atmosfricas Radiao solar Oznio estratosfrico
Efeito estufa gua na atmosfera Umidade e presso de vapor Condensao:
nevoeiros, orvalho e nuvens Estabilidade e formao de nuvens
Movimentos da atmosfera Rotao da Terra e sua influncia na atmosfera
Vento geostrfico e fora de Coriolis Sistemas atmosfricos (massas de
ar, frentes, ciclones etc) Clima e mudanas climticas
Slide 3
Parte 1 Cincias atmosfricas e a meteorologia Conceitos bsicos
Evoluo histrica da meteorologia 3
Slide 4
Cincias Atmosfricas Cincias atmosfricas: estudo da atmosfera da
Terra na sua forma mais ampla, envolvendo todos os fenmenos
atmosfricos, como por exemplo: 1. Eletricidade atmosfrica 2. Formao
de nuvens 3. Precipitao 4. Tempestades 5. Ciclones extratropicais e
furaces 6. Mudanas climticas, etc 4
Slide 5
reas das cincias envolvidas Meteorologia; Oceanografia;
Geologia; Astronomia; Geoqumica; Glaciologia; Matemtica aplicada e
cincia da computao; Fsica solar e do espao; Fsica do aerossol;
Sensoriamento remoto; Biometeorologia Etc. 5
Slide 6
Meteorologia Meteorologia a cincia que estuda a atmosfera da
Terra com enfoque na descrio e previso dos padres de tempo e clima.
METEOROS() em grego significa suspenso no ar. Os termos meteoros ou
meteoritos so utilizadas para denominar os corpos que atingem a
Terra, tem a mesma origem e significado. 6
Slide 7
TEMPO METEOROLGICO: estado da atmosfera relativo a temperatura,
nuvens, precipitao, vento etc. CLIMA: tempo meteorolgico mdio de
uma determinada regio. Vem da palavra grega que significa inclinao.
7
Slide 8
Meteorologia - Climatologia Meteorologia: descreve os fenmenos
atmosfricos e a sua variao temporal; Climatologia: descreve os
fenmenos atmosfricos de longo perodo de tempo do ponto de vista
estatstico. 8
Meteorologia Fsica A meteorologia fsica descreve a estrutura e
a composio da atmosfera, os processos fsicos envolvidos em seus
fenmenos e a propagao de energia A meteorologia fsica tambm aborda
os aspectos fsicos da atmosfera associados a processos qumicos,
incluindo o estudo dos fenmenos da alta atmosfera denominado de
Aeronomia. 10
Slide 11
11
Slide 12
Aurora Polar 12
Slide 13
Termodinmica da Atmosfera 13 Perfil da Radiossondagem Para
S.Paulo Capital
Slide 14
Meteorologia Sintica Na meteorologia sintica os movimentos
atmosfricos de grande escala so descritos, analisados e previstos.
A meteorologia sintica est enraizada nos mtodos empricos que
surgiram no comeo do sculo 20, com o estabelecimento da rede de
observaes simultneas (sinticas) de superfcie. A palavra grega
synoptikos () significa obter uma viso geral de um local. 14
Slide 15
Mapa de presso atmosfrica 15
Slide 16
16
Slide 17
Precipitao - Catarina 17
Slide 18
Meteorologia Dinmica Os movimentos atmosfricos so descritos a
partir das leis da dinmica dos fluidos. Leis da dinmica dos
fluidos: Leis de Newton aplicadas a atmosfera. Segunda Lei de
Newton (F = m a). 18
Slide 19
Terra um sistema de referncia no inercial 19
Slide 20
Histria de Meteorologia A meteorologia surgiu na antiguidade
com trabalho METEOROLGICA escrito por Aristteles (384 322 aC)
20
Slide 21
21 Torres dos Ventos Atenas, sculo I aC
Slide 22
Galileu Galilei No sculo XVI, Galileu Galilei, estabeleceu as
bases cientficas para a observao dos fenmenos meteorolgicos atravs
da inveno de termmetro. Galileu Galilei, 1564-1642. 22
Slide 23
Inveno do Termmetro Termmetro de Galileu. 23 Retrato
descrevendo o experimento de Galileu sobre temperatura.
Slide 24
Leonardo da Vinci 24 Sensor de umidade do ar inventado por
Leonardo da Vinci (1452-1519)
Slide 25
Higrmetro (umidade do ar) 25 Higrmetro de fio de cabelo humano
inventado por Horace Bndict de Saussure (1783).
Slide 26
Anemmetro ( Velocidade do Vento ) 26 Sensor de velocidade do
vento inventado por Leonardo da Vinci (1452-1519).
Slide 27
Anemmetro de concha 27 Anemmetro de concha utilizado para medir
velocidade do vento em 1880.
Slide 28
Anemmetro de hlice 28 Mede a velocidade e a direo do
vento.
Slide 29
Anemmetro snico 29 Mede velocidade do vento medindo a variao na
fase da onda de som produzida pelo deslocamento do ar (Efeito
Doppler).
Slide 30
Telgrafo Em meados do sculo XIX, a meteorologia ganhou um
grande impulso com o surgimento do telgrafo (1837-43). O Telgrafo
permitiu transmitir as informaes meteorolgicas, feitas de forma
rotineira, em diferentes partes do mundo. Surgiram os primeiros
mapas meteorolgicos de superfcie e as primeiras tentativas de
formular os mecanismos fsicos associados aos ventos e as
tempestades. 30
Slide 31
Organizao Meteorolgica Internacional 31 Em agosto de 1853 foi
realizada em Bruxelas, Blgica, a primeira conferncia Meteorolgica
Internacional. 1873 fundada em Viena, ustria, a Organizao
Meteorolgica Internacional (International Meteorological
Organization), com objetivo de organizar a rede de observao
meteorolgica e disponibilizar as informaes para os pases membros.
Foi feita a padronizao nas tcnicas e horrios de observao.
Slide 32
Teoria da Frente Polar 32 Na dcada de 1920 foi formulada a
teoria da Frente Polar (Polar Front) pela Escola Norueguesa. A
escola norueguesa de meteorologia foi formada por Vilhelm Bjerknes
(1862-1951), fsico noruegus que, entre outras coisas, desenvolveu o
Teorema da Circulao e estabeleceu as bases matemticas para previso
de tempo. Vilhelm Frimann Koren Bjerknes (1862-1951), Oslo,
Noruega.
Slide 33
Teoria do Ciclone Extratropical 33 Nesse perodo Jacob Bjerknes
(1895-71), filho de Vilhelm Bjerknes, publicou o artigo clssico On
the structure of moving cyclones introduzindo o conceito de ciclone
extratropical, um conceito fundamental para o desenvolvimento da
previso tempo. Jacob Aall Bonnevie Bjerknes, 1897-1975, Estocolmo,
Sucia.
Slide 34
Vorticidade 34 Rossby foi um forte defensor da vorticidade como
propriedade fundamental na anlise dos escoamentos atmosfricos de
larga escala. A soluo da equao da conservao de vorticidade obtida
por Carl Rossby ganhou bastante reconhecimento, passando a ser
denominada de Ondas de Rossby em sua homenagem. Carl-Gustav ROSSBY
(1898-1957).
Slide 35
Previso numrica de tempo 35 Em 1922, o meteorologista Britnico
Lewis Fry Richardson publicou um trabalho onde foi apresentado,
pela primeira vez, o resultado da previso de tempo atravs da soluo
numrica das equaes do movimento. Lewis Fry Richardson, 1881- 1953,
Newcastle, Inglaterra.
Slide 36
Radiosondagem 36 Na dcada de 1940 comearam a ser realizadas as
sondagens verticais de temperatura, umidade e vento, com bales
atmosfricos de forma rotineira em diferentes partes do mundo.
Surgiram as primeiras descries tridimensionais dos campos de
temperatura, vento e umidade.
Slide 37
Perfil vertical de temperatura potencial e umidade especfica
37
Slide 38
Meteorologia do ps-guerra 38 Na dcada de 1950 iniciou-se o
desenvolvimento de computadores com objetivo da previso do tempo.
Na dcada de 1950 os radares, desenvolvidos durante a segunda guerra
mundial, foram adaptados para medir gotas de nuvem e precipitao. Em
1960 for lanado o primeiro satlite meteorolgico TIROS I, iniciando
a era espacial da meteorologia.
Slide 39
Organizao Meteorolgica Mundial Criada em 23 de maro de 1950,
para suceder a OMI, a Organizao Meteorolgica Mundial (OMM) uma
agncia das Organizaes das Naes Unidas (ONU) especializada em
meteorologia (tempo e clima), hidrologia operacional e cincias
geofsicas relacionadas. OMM ou World Meteorological Organization
(WMO) Web - http://www.wmo.int/http://www.wmo.int/ 39
Slide 40
OMM A OMM a voz autorizada da ONU sobre o estado e o
comportamento da atmosfera da Terra, sua interao como os oceanos, o
clima que ela produz e a distribuio resultante dos reservatrios de
guas. 40
Slide 41
Objetivos da OMM Facilitar a cooperao em escala mundial na
instalao de redes de estaes para a execuo de observaes
meteorolgicas, hidrolgicas e outras observaes geofsicas
relacionadas com a meteorologia e promover a criao e manuteno de
centros destinados prestao de servios de meteorologia e afins;
Padronizao das observaes meteorolgicas e afins e assegurar a
publicao uniforme das observaes e estatsticas; Padronizao das
observaes e publicaes; 41
Slide 42
Objetivos da OMM O desenvolvimento da hidrologia operacional;
Sistema de processamento e troca de dados; Aplicaes para o
desenvolvimento scio-econmico (transporte, gua, agricultura,
oceanos, controle de poluio, etc), proteo ambiental e formulao de
polticas para preveno e mitigao de desastre; Pesquisa e
treinamento. IPCC Painel Inter-governamental de Mudanas Climticas.
42
Slide 43
Meteorologia atual Satlites apresentam resoluo espacial da
ordem de metros. Sondagens atmosfricas so feitas com GPS.
Supercomputadores permitem previso de tempo com 3 dias de
antecedncia com ndice de acerto da ordem de 90%. 43
Slide 44
Incio da Meteorologia no Brasil Em 1827 por D. Pedro I cria o
Observatrio Astronmico. Em 1888, o Ministrio da Marinha criou a
Repartio Central Meteorolgica e comeou a instalar postos
meteorolgicos em vrios pontos do territrio nacional, alm do
Observatrio Central, situado no Morro de Santo Antnio, no Rio de
Janeiro. Incio das medidas sistemticas em So Paulo em 1887 na Rua
da Consolao 44
Criao do INMET 46 Em 1909 fundada o Instituto Nacional de
METeorologia do Brasil (INMET). Atualmente o INMET um rgo
pertencente ao Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento. O
INMET responsvel pela meteorologia no Brasil, representando o Pas
junto Organizao Meteorolgica Mundial (OMM), entidade das Naes
Unidas para meteorologia e hidrologia. Sua sede no Brasil, est
localizada em Braslia
(http://www.inmet.gov.br).http://www.inmet.gov.br
Slide 47
Primeiras previses de tempo A partir de 1917, o INMET passou a
publicar as previses de tempo para o Estado do Rio de Janeiro,
coordenadas pelo meteorologista Joaquim Sampaio Ferraz. Em 1964 foi
criado o Departamento de Meteorologia no Instituto de Geocincias da
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Em 1964 entrou em operao de
forma rotineira no Brasil o sistema de sondagem atravs de
radiossondas. 47
Slide 48
Meteorologia do Brasil entra na era dos satlites Em 1968, o
servio de previso do Departamento Nacional de Meteorologia comeou a
receber e utilizar as fotos transmitidas pelos satlites
meteorolgicos ESSA e NIMBUS. A partir de 1970, o Instituto de
Pesquisas Espaciais (INPE), em So Jos dos Campos, Estado de So
Paulo, passou a receber e retransmitir os dados e as imagens
fornecidas pelos satlites meteorolgicos, o europeu METEOSAT e o
norte-americano GOES. 48
Slide 49
Cursos de Meteorologia no Brasil Em 1958, foram criados cursos
de formao de tcnicos em meteorologia. As dcadas de 60-80 foram
marcadas pelo surgimento dos cursos de graduao e ps-graduao em
meteorologia na Universidade de So Paulo, Universidade Federal
Pelotas, Rio de Janeiro, Par, Paraba e Alagoas. A dcada de 1990 foi
marcada pelo estabelecimento da previso numrica de tempo no INMET e
INPE. 49