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Climatologia 07.05.2019
Profa. Renata Gonçalves Aguiar 1
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIACAMPUS DE JI-PARANÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTALCURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA
Prof.a Renata Gonçalves Aguiar
Climatologia
2
Fon
te:
clim
aeam
bie
nte
.wor
dpr
ess
Umidade do Ar
3
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
A água na atmosfera e suas mudanças de fase
desempenham papel importantíssimo em diversos
processos naturais:
Transporte e distribuição de calor
Absorção da radiação
Evaporação/Evapotranspiração
4
Umidade do Ar
Conforto térmico
Consumo hídrico das plantas
Secagem, armazenamento e processamento de grãos
Incêndios florestais
Relação plantas-doenças/pragas
Afeta vários aspectos relacionados à agricultura, silvicultura,
pecuária e conservação de alimentos:
Umidade do Ar
5
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
Pode ser descrita de várias maneiras. Quais
conhecem?
- Umidade relativa
- Umidade específica
- Pressão de vapor
Umidade do Ar
6
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
Patm = PN + PO + ... + PCO2 + PO3 + PH2Ov
Patm = PAr Seco + PH2Ov
Lei de Dalton
A pressão atmosférica (Patm) é igual à soma das pressões parciais exercidas por todos os constituintes atmosféricos.
1 2
3 4
5 6
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Umidade do Ar
7
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
Pressão de vapor do ar saturado (es): pressão parcial exercida pelo vapor d’água, em condições de saturação.
Pressão de vapor (e): pressão real de vapor d’água na atmosfera.
São expressos em unidade de pressão.
1 atm = 760 mmHg = 1013,3 mb = 1013,3 hPa = 101,33 kPa
Umidade Específica do Ar
8
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
É a massa de vapor d’água contida na unidade de
massa do ar.
eP
eq
378,0
622,0
q = umidade específica do ar (g de vapor d’água/kg de ar).
e = pressão real do vapor d’água na atmosfera (hPa).
P = pressão atmosférica local (hPa).
Umidade Específica do Ar
9
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
para t ≥ 0 °C
Fórmulas
UR = umidade relativa do ar (%)e = pressão real do vapor d’água na atmosfera (hPa)es = pressão do vapor d’água do ar saturado (hPa), equação de Tetenst = temperatura do ar (oC)
t
t
se3,237
5,7
101078,6100
URxese
10
Variação Temporal Anual
Figura 3 - Média mensal da umidade específica do ar e IC de 95% na REBIO Jaru e na FNS nos anos de 1999 a 2010.Fonte: Gomes, 2011.
Meses
Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Um
idade e
specífi
ca d
o a
r (g
/kg)
10
12
14
16
18
20
REBIO Jaru
FNS
(b)(a)
Umidade Relativa do Ar
11
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
É a relação entre a quantidade de vapor d’água
presente e aquela que prevaleceria em condições
saturadas, à mesma temperatura.
100se
eUR
UR = umidade relativa do ar (%)e = pressão real do vapor d’água na atmosfera (hPa)es = pressão do vapor d’água do ar saturado (hPa)
12
Variação Temporal Anual
Figura 4 - Variabilidade anual da umidade relativa do ar nos anos de 1999 a 2006 na Fazenda (FNS) e na Floresta (Rebio Jaru).
J a n F e v M a r A b r M a io J u n J u l A g o S e t O u t N o v D e z
Um
ida
de r
ela
tiva
do
ar
(%)
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 0 0 F a z e n d aF lo re s ta
7 8
9 10
11 12
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13
Variação Temporal Anual
Variação Anual da UR (%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
J F M A M J J A S O N D
Mês
Mé
dia
me
ns
al d
a U
R (
%)
Piracicaba, SP
Manaus, AM
Brasília, DF
Na escala anual, a UR média mensal acompanha basicamente o regime de chuvas, pois havendo água na superfície haverá vapor d’água no ar.
Em Manaus a UR é sempre maior que nas duas outras localidades, devido à estação seca ser mais curta e menos intensa. Figura 5 – Variação anual da umidade
relativa do ar.
Variação Temporal
Figura 6 - Variação da umidade relativa do ar no Brasil.
15
Fon
te:
nos
eout
roso
lhos
É a forma principal pela qual a água retorna da atmosfera para a superfície terrestre.
Fon
te:S
ente
lhas
eA
nge
locc
i,[S
.d.]
17
Formação das Chuvas
Núcleos de condensação
Condensação
Elementos de nuvens
Pequenas gotículas de água que
permanecem em suspensão no ar.
18
Formação das Chuvas
Núcleos de condensação
2-metiltreitol, álcool proveniente da reação do isopreno emitido pela floresta com a radiação solar
Principal:
Considerado o principal núcleo de condensação para
formação das chuvas convectivas na Região Amazônica.
Fuligem, poeira. Resíduos de processos industriais: óxidos de enxofre, fósforo, sulfato de amônia
sal marinho
13 14
15 16
17 18
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O processo de condensação por si só não é capaz de promover a
ocorrência de precipitação, pois nesse processo são formadas
gotículas muito pequenas (elementos de nuvem).
Formação das Chuvas
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Gotas maiores
Elementos de precipitação
Coalescência das gotas menores
Formação das Chuvas
20
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
Coalescência das gotas
A coalescência (do latim, coalescere, “aderir, unir,
aglutinar”) é um processo que promove uma rápida união
de um grande número de elementos de nuvem até um
tamanho suficiente para transformá-los em elementos de
precipitação.
1 gota de chuva = colisão de até 10 milhões
de gotículas de nuvens.
Formação das Chuvas
21
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
Coalescência das gotas
As gotas chegarão à superfície terrestre se a massa dos
elementos de precipitação forem de tal ordem que
resistam ao trajeto de queda, pois durante esse a gota
diminui sua massa, reevaporando com o atrito gerado com
a atmosfera.
Formação das Chuvas
Elementos de precipitação
Coalescência das gotas menores
Elemento de precipitação 2.000 µm
Elemento de nuvem 20 µm
Núcleo de condensação0,2 µm
Gota mínima de chuva
22
Medida da Chuva
23
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
A medida da chuva é feita pontualmente em
estações meteorológicas, tanto automáticas como
convencionais.
Medida da Chuva
24
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
h = Volume precipitado / Área de captação
Se 1 litro de água for captado por uma área de 1 m2, a lâmina de água coletada terá a altura de 1mm. Ou seja, 1mm = 1L / 1m2.
19 20
21 22
23 24
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Chuva Convectiva
O ar úmido aquecido na vizinhança do solo fica menos denso
sobe, diminui a temperatura, condensa e precipita.
São formações locais com pequena abrangência espacial e alta
intensidade. Atinge principalmente pequenas bacias.
Ocorre principalmente no verão em climas tropicais.
Chuva Convectiva
Intensidade: moderada a forte, dependendo do
desenvolvimento vertical da nuvem
Predominância: no período da tarde/início da noite
Duração: curta a média (minutos a horas)
Características da chuva convectiva
27
Variação Temporal Diária
Figura 7 - Variabilidade média horária da precipitação da REBIO Jaru e da FNS nos anos de1999 a 2012.Fonte: Oliveira, 2014.
Hora Local
3 6 9 12 15 18 21 24
Pre
cipit
ação
(m
m)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120 Rebio FNS
28
Variação Temporal Anual
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Prec
ipit
ação
(m
m)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Chuvoso Rebio Chuvoso FNS
140
160
Chuvoso - Seco Rebio Chuvoso - Seco FNS
)a
)b
Figura 8 - Totais médios de precipitação no período chuvoso na FNS e na Rebio Jaru, nos anos de 1999 a 2012. Fonte: Oliveira, 2014.
Precipitação diária
Figura 9 - Precipitação diária no Brasil.
29
Variação Temporal
Figura 10 - Variação de precipitação no Brasil.
25 26
27 28
29 30
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Variação Temporal
Figura 11- Variação de precipitação no Brasil.
Variação Temporal
Figura 12 – Anomalia de precipitação.
Variação Temporal
Figura 13 – Anomalia de precipitação.
Variação Temporal
Figura 14 – Anomalia de precipitação.
Extremos
35
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
Quais foram as maiores cheias?
Fonte: CPRM (2018).
36
Figura 15 – Cotagrama do rio Negro em Manaus.Fonte: CPRM (2019).
Var
iaçã
o T
em
po
ral
An
ua
l
31 32
33 34
35 36
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Figura 16 – Cotas máximas e mínimas anuais observadas em Manaus no período de 1902 a 2018.Fonte: CPRM (2019).
Var
iaçã
o T
em
po
ral
An
ua
l
38
Figura 17 – Cotas observadas no rio Madeira no período de 1967 a 2019.Fonte: CPRM (2019).
Var
iaçã
o T
em
po
ral
An
ua
l
39
CuriosidadesBrasil: o país dos 100 milhões de raios
Fonte: Fon e Zanchetta (2016).
Fon
te:
exen
.com
.br
40
CuriosidadesBrasil: o país dos 100 milhões de raios
Fonte: Super Interessante (2016).
De acordo com o INPE 90% dos raios do mundo têm carga
negativa.
60% têm carga +
Mais destrutivosMais destrutivos
41
CuriosidadesBrasil: o país dos 100 milhões de raios
Calcula-se que mais de 100 brasileiros morram todos os
anos vítimas de raios (positivos e negativos).
Mortes e prejuízos
Fonte: Fon e Zanchetta (2016).42
CuriosidadesBrasil: o país dos 100 milhões de raios
Eletropaulo relatou 974 casos de falhas ou interrupções da
rede elétrica causadas pelos raios em 2015.
Mortes e prejuízos
Um grande blackout em
toda a região da Grande São
Paulo por uma hora
Perda de 30 milhões de dólares
Fonte: Fon e Zanchetta (2016).
37 38
39 40
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43
Form
açã
o d
os
raio
s
Ar quente e úmido
Topo: -30 oC
O vapor de água que estava misturado ao ar quente transforma-se em granizo
44
Os choques fazem o granizo e os cristais ficarem eletricamente carregados.
Form
ação
do
s ra
ios
+++
---
45
Form
ação
do
s ra
ios
+++
---Em dado momento, as cargas positivas e negativas atingem intensidade muito alta.
46
Raios
Fon
te:
exen
.com
.br
Fon
te:
mu
ndoe
stra
nh
o.co
m.b
r
Referências
47
AYOADE, J. O. Introdução à Climatologia para os Trópicos. Rio de Janeiro: Ed. Bertrand Brasil, 2003.
COMPANHIA DE PESQUISA DE RECURSOS MINERAIS - CPRM. Boletim de Monitoramento Hidrometeorológico da Amazônia Ocidental. Boletim n. 05 de 01.02.2019. Disponível em: <https://www.cprm.gov.br/sace/boletins/Amazonas/20190201_17-20190201%20%20173012.pdf>. Acesso em: 08 abr. 2019.
Referências
48
COMPANHIA DE PESQUISA DE RECURSOS MINERAIS - CPRM. Monitoramento Hidrológico. Boletim n. 06 de 09.02.2018. Disponível em: <https://www.cprm.gov.br/sace/boletins/Amazonas/20180209_14-20180209%20-%20145833.pdf>. Acesso em: 27 mar. 2018.
43 44
45 46
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Referências
49
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – DEA/UNIR. Norma Interna para Apresentação de Trabalhos Acadêmicos: Trabalho de Conclusão de Curso, Graduação, Pós-graduação e Projeto de Pesquisa do Departamento de Engenharia Ambiental. Ji-Paraná, 2011. 55 p.
FISCHER, G. R. Notas de Aula de Climatologia, 2011.
Referências
50
FON, A. C.; ZANCHETTA, M. I. Brasil: o país dos 100 milhões de raios. Super Interessante, São Paulo, 31 out. 2016.
GOMES, J. B. Conversão de florestas tropicais em sistemas pecuários na Amazônia: quais são as implicações no microclima da região? 2011. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) –Departamento de Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Rondônia - Campus de Ji-Paraná, Ji-Paraná, 2011.
Referências
51
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS – INPE. Clima monitoramento Brasil. Disponível em: <http://clima1.cptec.inpe.br/monitoramentobrasil/pt>. Acesso em: 08 abr. 2019.
MARENGO, J. A. Mudanças Climáticas Globais e seu Efeito sobre a Biodiversidade. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2006.
MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São Paulo: Ed. Oficina de Textos, 2007.
52
Cli
mat
olo
gia
-UN
IR
OLIVEIRA, M. A. Caracterização da Precipitação em Área de Floresta e Pastagem no Sudoeste da Amazônia. 2014. 41 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Estatística) –Departamento de Matemática e Estatística, Universidade Federal de Rondônia - Campus de Ji-Paraná, Ji-Paraná, 2014.
OMETTO, J. C. Bioclimatologia Vegetal. São Paulo: Agronômica Ceres, 1981.
PEREIRA, A. R.; ANGELOCCI, L. R.; SENTELHAS, P. C. Agrometeorologia: fundamentos e aplicações. Guaíba: Agropecuária, 2002.
Referências
53
Cli
mat
olo
gia
-UN
IRReferências
VAREJÃO-SILVA, M. A. Meteorologia e Climatologia. Versão digital 2, Recife, 2006.
VIANELLO, R. L.; ALVES, A. R. Meteorologia Básica e Aplicações. 2. ed. Viçosa: Editora UFV, 2012.
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