Clima

Última atualização: 4 de Fevereiro, 2024

Compreender o tempo atmosférico e o clima

Fatores climáticos que interferem na variação da temperatura

Distribuição da temperatura no mundo e em Portugal

A informação relativa ao estado do tempo[Conceito] Corresponde às condições meteorológicas, isto é, ao estado da atmosfera, num determinado local e por um curto período de tempo, normalmente horas. num determinado lugar e num determinado momento, bem com as respetivas previsões, ou seja, o tempo que se vai sentir nas próximas horas, dias ou mesmo semanas, é algo que ouvimos diariamente nos diversos meios de comunicação social (como por exemplo a televisão, o rádio, a internet, os jornais e até mesmo em aplicações de telemóvel). Deste modo, diariamente ouvimos, por exemplo, que o céu está pouco nublado ou limpo, que as temperaturas no lugar X são de 15ºC mas que poderão atingir os 24ºC ou que para as próximas horas se prevê chuva no litoral norte (Figura 1).

Hoje

Amanhã

Depois de Amanhã

Hoje

Amanhã

Depois de Amanhã

Figura 1: Previsão do estado do tempo até três dias em Portugal.

Conhecer com antecedência como estará o tempo é muito importante, dado que influencia, por exemplo:

– A vida de todos nós, nomeadamente na roupa que vestimos ou as atividades que realizamos;

– A realização de atividades económicas como a agricultura, a pesca ou o turismo;

– A disponibilidade de importantes recursos naturais como a água ou a vegetação;

– A deslocação de navios ou aviões por determinadas rotas;

– A ocorrência de determinadas catástrofes naturais como as cheias e inundações, as secas, as vagas de frio e as ondas de calor ou os furacões.

A combinação de elementos do clima/elementos climáticos como a , a , a , o , a , a ou a caraterizam o estado do tempo, que varia de lugar para lugar, de um dia para o outro, ou mesmo de hora para hora pois são influenciados pelos fatores do clima/fatores climáticos como a latitude, o relevo, a proximidade ou afastamento do mar ou as correntes marítimas.

Distinção entre estado de tempo e clima:

Frequentemente utilizam-se os conceitos de estado de tempo e clima como sinónimos, ou seja, com o mesmo significado. Contudo, estes conceitos são bem distintos e a sua diferenciação está relacionada com o período de tempo que se tem em consideração na sua análise. Assim:

Estado do tempo: está associado às condições atmosféricas num determinado momento;

Clima: corresponde ao comportamento médio dos elementos do clima durante, pelo menos, trinta anos.

O estado do tempo é estudado pela . Em Portugal, recorremos às informações recolhidas e analisadas pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA). Os climas da Terra, por sua vez, são estudados pela .

Quando numa região se verifica que ano após ano as caraterísticas do estado do tempo se repetem de forma relativamente idêntica (por exemplo, que os invernos são frios e chuvosos e os verões são quentes e secos), ou seja, há uma sequência habitual (ou comportamento médio) durante pelo menos trinta anos estamos a falar de clima[Conceito] Corresponde à sucessão habitual dos diferentes estados de tempo, registados num determinado lugar, durante um longo período de tempo, habitualmente 30 anos..

Elementos do clima e fatores climáticos:

O conjunto de fenómenos meteorológicos que ocorrem na e que caraterizam o estado do tempo de um determinado lugar ou região são denominados por elementos do clima. Estes são os seguintes:

Temperatura do ar: corresponde à quantidade de calor que possui o ar atmosférico. Mede-se habitualmente em graus Celsius (ºC);

Nebulosidade: corresponde à quantidade de céu coberto por nuvens. Mede-se habitualmente em oitavos de céu encoberto;

Humidade atmosférica: corresponde à quantidade de vapor de água existente no ar da atmosfera. Mede-se habitualmente em gramas por metro cúbico (g/m³);

Pressão atmosférica: corresponde à força/pressão que o ar exerce sobre a superfície terrestre. Mede-se habitualmente em milibares (mbar);

Precipitação: corresponde à queda de água sob o estado líquido ou sólido. Mede-se habitualmente em milímetros (mm);

Insolação: corresponde à quantidade de radiação solar recebida à superfície da Terra. Mede-se habitualmente em número de horas de sol a descoberto;

Vento: corresponde à deslocação do ar com determinada direção e velocidade/intensidade. Mede-se habitualmente em quilómetros por hora (Km/h).

Para que seja possível efetuar uma correta leitura e análise dos elementos climáticos ou para se efetuarem diariamente a previsão e divulgação do boletim meteorológico, os meteorologistas recorrem a um conjunto de instrumentos localizados, regra geral, em estações meteorológicas, a balões sonda (que transportam instrumentos meteorológicos) laçados diariamente em diversos lugares do mundo, a radares e a satélites que, a centenas de quilómetros, observam a superfície e atmosfera terrestre. A cada elemento do clima corresponde um instrumento de medição (Figura 2).

Figura 2: Principais elementos climáticos e respetivos instrumentos de medição.

Às diferentes condições naturais que à superfície terrestre influenciam, de forma decisiva, o estado do tempo de um determinado lugar (e consequentemente também o clima) dá-se o nome de fatores climáticos (Figura 3).

Figura 3: Fatores climáticos que influenciam os elementos do clima.

Os elementos do clima que caraterizam o estado do tempo não atuam de forma isolada. Agem de forma interligada, apesar de, em determinadas regiões, uns serem mais importantes do que outros.

A variação da temperatura:

A temperatura é um indicador da quantidade de energia calorífica armazenada no ar. Esta resulta principalmente da energia proveniente do sol e do calor libertado pela superfície terrestre.A figura seguinte ajuda-nos a perceber como o ar aquece (Figura 4):

– Uma parte da radiação solar (proveniente do sol) atravessa a atmosfera e penetra na superfície da Terra ➊;

– Parte da radiação absorvida pela Terra é devolvida à atmosfera sob a forma de calor (radiação infravermelha). Este fenómeno é denominado de irradiação terrestre e é a principal fonte de aquecimento do ar ➋.

Figura 4: Processo de aquecimento do ar junto da superfície terrestre.

Quanto mais radiação solar a superfície terrestre receber, maior será a quantidade de energia libertada, influenciado, deste modo, a variação da temperatura de um lugar para outro.

Variação da temperatura ao longo do dia:

Ao longo de um dia verifica-se que a temperatura do ar não é sempre a mesma. Esta variação da temperatura ao longo de um dia deve-se ao movimento de rotação da Terra. Este movimento tem como consequências:

– A sucessão dos dias e das noites;

– A variação diurna da temperatura;

– O movimento diurno aparente do sol.

Sucessão dos dias e das noites: ao rodar, em torno do seu eixo imaginário, a Terra, ora expõe parte da sua superfície ao sol (dia natural), ora a coloca na obscuridade (noite) (Figura 5). Durante o dia, a Terra absorve radiação solar, a sua superfície aquece, acabando por libertar calor (radiação infravermelha) – o ar aquece. Porém, quando o sol se põe e inicia a noite, a Terra deixa de receber radiação solar pelo que a libertação de calor vai diminuindo progressivamente – o ar arrefece.

Figura 5: A alternância dos dias e das noites com o movimento de rotação da Terra.

Variação diurna da temperatura: de manhã, após o nascer do sol, a temperatura mais baixa vai aumentando, atingindo o seu máximo após o meio dia solar (sensivelmente entre as 14.00h / 16.00h). Depois começa a diminuir, atingindo o seu valor mais baixo de madrugada, antes do sol nascer. Após este momento o ciclo repete-se sucessivamente e a temperatura começa de novo a aumentar. Os registos de temperatura verificados ao longo do dia podem ser representados num gráfico denominado (Figura 6).

Figura 6: Variação da temperatura num dia de agosto em Lisboa.

Como podemos analisar as temperaturas ao longo de um dia (de um mês ou de um ano)?

A partir de registos de temperatura de qualquer lugar do mundo, podemos calcular a amplitude térmica[Conceito] Diferença entre a temperatura máxima e a temperatura mínima registadas num determinado período de tempo (dia, mês ou ano), num determinado lugar. diurna (mensal ou anual) através da diferença entre a temperatura máxima, ou seja mais elevada, e a temperatura mínima, ou seja mais baixa. A partir dos mesmos registos pode também ser importante calcular a temperatura média[Conceito] Somatório dos registos de temperatura a dividir pelo número de observações. diária (mensal ou anual).

Para os exemplos seguintes utilizamos a informação presente no gráfico da figura anterior (Figura 6).

Cálculo da amplitude térmica diurna (ATD)

1º - Saber as temperaturas para um determinado lugar registadas ao longo do dia:

27º 24º 22º 21º 21º 26º 31º 31º

2º - Utilizar a fórmula e efetuar os cálculos:

ATD = Temperatura máxima - Temperatura mínima

ATD = Tmáx - Tmin

ATD = 31 - 21

ATD = 10

3º - Dar uma resposta:

R.: A amplitude térmica, num dia de agosto em Lisboa, foi de 10ºC.

Cálculo da temperatura média diária (TMD)

1º - Saber as temperaturas para um determinado lugar registadas ao longo do dia:

27º 24º 22º 21º 21º 26º 31º 31º

2º - Utilizar a fórmula e efetuar os cálculos:

TMD = Somatório das temperaturas Número total de registos

TMD = (27 + 24 + 22 + 21 + 21 + 26 + 31 + 31) 8

TMD = 203 8

TMD ≈ 25

3º - Dar uma resposta:

R.: A temperatura média, num dia de agosto em Lisboa, foi de aproximadamente 25ºC.

Movimento diurno aparente do sol: o movimento de rotação da Terra dá origem ao movimento aparente do sol. À medida que o sol vai descrevendo esse movimento, a temperatura altera devido ao ângulo de incidência dos raios solares com a superfície terrestre (Figura 7).

Figura 7: Movimento aparente do sol e inclinação dos raios solares.

O ângulo de incidência reflete a quantidade e intensidade de radiação solar recebida por um determinado lugar (por unidade de superfície) e consequentemente as temperaturas que se fazem sentir ao longo do dia nesse mesmo lugar. Nas primeiras horas do dia (e também nas últimas), os raios solares incidem de forma muito obliqua, ou seja inclinada, na superfície da Terra. Assim, a energia dispersa-se por uma superfície maior, pelo que é menor o aquecimento.

Quando o sol atinge o meio dia solar (ou imediatamente antes ou depois) os raios incidem com menor inclinação na superfície de Terra, portanto sobre uma superfície menor e com maior intensidade. Deste modo, a energia concentra-se numa superfície menor, e consequentemente o aquecimento é maior.

A inclinação dos raios solares acaba por também influenciar a quantidade de massa atmosférica que os mesmos têm de atravessar até chegarem à superfície terrestre (Figura 8). Assim, quanto menor for o ângulo de incidência maior será a espessura da atmosfera a atravessar ➊ e maiores serão as perdas de energia (por absorção, reflexão e difusão) pelo que menor será a intensidade de radiação solar por unidade de superfície e as temperaturas serão menores.

Quanto maior for o ângulo de incidência menor será a espessura atmosférica a atravessar ➌ pelo que menores serão as perdas de energia e mais elevada será a intensidade de radiação por unidade de superfície. As temperaturas serão maiores

Figura 8: Espessura da atmosfera atravessada pelos raios solares em diferentes lugares da superfície terrestre.

Relativamente à variação da temperatura durante o dia, podemos concluir o seguinte (Quadro 1):

Quadro 1: Variação da temperatura durante o dia.

Durante a noite	Nascer do sol	Meio dia solar	Pôr do sol
Ausência de radiação solar a incidir na superfície terrestre	Os raios solares incidem com grande inclinação	Momento em que os raios solares estão mais perto da vertical	Os raios solares incidem com grande inclinação
A Terra liberta a energia recebida durante o dia	Os raios atravessam uma grande extensão da atmosfera	Os raios atravessam uma menor extensão da atmosfera	Os raios atravessam uma grande extensão da atmosfera
A temperatura vai diminuindo até ao nascer do dia seguinte	Regista-se uma temperatura baixa que começa a aumentar	A temperatura é mais elevada na superfície terrestre	A temperatura diminui na superfície terrestre
Durante a noite
Ausência de radiação solar a incidir na superfície terrestre
A Terra liberta a energia recebida durante o dia
A temperatura vai diminuindo até ao nascer do dia seguinte
Nascer do sol
Os raios solares incidem com grande inclinação
Os raios atravessam uma grande extensão da atmosfera
Regista-se uma temperatura baixa que começa a aumentar
Meio dia solar
Momento em que os raios solares estão mais perto da vertical
Os raios atravessam uma menor extensão da atmosfera
A temperatura é mais elevada na superfície terrestre
Pôr do sol
Os raios solares incidem com grande inclinação
Os raios atravessam uma grande extensão da atmosfera
A temperatura diminui na superfície terrestre

Variação da temperatura ao longo do ano:

Ao longo de um ano verifica-se que a temperatura do ar também não é sempre a mesma. Esta variação da temperatura ao longo de um ano deve-se ao movimento de translação da Terra. Este movimento tem como consequências:

– A variação anual da temperatura;

– A sucessão das estações do ano;

– A variação da duração dos dias e das noites.

Variação anual da temperatura: como consequência de a Terra manter uma inclinação constante ao plano da elíptica (23° 27’) no seu movimento de translação (Figura 9), os raios solares vão incidindo, ao longo do ano e alternadamente, mais verticalmente ora no Hemisfério Norte ora no Hemisfério Sul. Durante este movimento o sol desloca-se aparentemente entre o Trópico de Câncer e o Trópico de Capricórnio.

Figura 9: Inclinação do eixo terrestre perante o plano da elítica.

A análise do movimento de translação da Terra permite-nos verificar que, por exemplo, no solstício de junho, os raios solares incidem com menor inclinação sobre os lugares situados ao longo do Trópico de Câncer, contrariamente ao que acontece no solstício de dezembro (Figura 10).

Figura 10: Movimento de translação da Terra.

A sucessão das estações do ano: a incidência dos raios solares, ora com mais incidência no Hemisfério Norte ➊ ora no Hemisfério Sul ➋ dão origem às estações do ano (Figura 15). Deste modo, quando os raios incidem com menor inclinação (mais na vertical) na superfície terrestre corresponde ao verão, quando os raios incidem com maior obliquidade (mais inclinados) corresponde ao inverno. Na região intertropical, como os raios solares têm pouca oscilação, a variação de temperatura é pouco significativa pelo que não ocorrem as quatro estações do ano comuns das zonas temperadas.

Figura 15: Incidência dos raios solares na superfície terrestre durante os solstícios.

A variação da duração dos dias e das noites: a maior ou menor elevação do sol no horizonte ao longo do ano, causada pela sua deslocação aparente entre o Trópico de Câncer e o Trópico de Capricórnio provoca a desigual duração dos dias e das noites no mesmo lugar e entre lugares. Assim, quando o sol se encontra sobre o Trópico de Câncer corresponde ao dia mais longo do ano neste hemisfério e ao dia mais curto do ano no hemisfério oposto. Quando o sol se encontra sobre o Trópico de Capricórnio corresponde ao dia mais longo do ano neste hemisfério e ao dia mais curto do ano no Hemisfério Norte (Figura 16).

Figura 16: Movimento aparente anual do sol em diferentes regiões da Terra.

Estas diferenças são tão significativas que alguns lugares da superfície terrestre têm vários dias ou meses sempre dia ou vários dias ou meses sempre noite (quanto mais próximo dos polos maior será a diferença entre a duração do dia (luz solar) e a duração da noite (obscuridade) (Figura 17).

Figura 17: Movimento aparente diário do sol visível no Ártico, durante o solstício de junho – o sol nunca se põe.

Fatores climáticos que interferem na variação da temperatura:

Latitude:

O desigual aquecimento da Terra em latitude deve-se à inclinação que os raios solares efetuam quando incidem na superfície terrestre. Regra geral, se excluirmos outros fatores climáticos, a temperatura diminui à medida que a latitude aumenta. Este aquecimento, por sua vez, origina grandes zonas climáticas, que se dispõem, sensivelmente em grandes faixas paralelas (Figura 18):

Figura 18: Variação da inclinação dos raios solares nas diferentes zonas climáticas.

A Zona Quente (ou Zona Intertropical): regista temperaturas elevadas durante todo o ano devido à pouca inclinação dos raios solares e devido à menor quantidade de massa atmosférica atravessada;

As Zonas Temperadas do Norte e do Sul: registam temperaturas moderadas mas variáveis ao longo do ano (mais quentes no verão e mais frias no inverno) devido à maior inclinação dos raios solares e à maior quantidade de massa atmosférica atravessada;

As Zonas Frias do Norte e do Sul: registam temperaturas baixas ao longo do ano devido à grande inclinação dos raios solares (em parte do ano existe mesmo a obscuridade total) e devido à grande quantidade de massa atmosférica a atravessar pelos mesmos.

Continentalidade/proximidade do mar:

Os lugares próximos do mar apresentam temperaturas mais moderadas do que o interior dos continentes pois as massas líquidas levam mais tempo a aquecer e, também, a arrefecer. Isto deve-se principalmente porque a radiação solar penetra em profundidade (ou é arrastada pelas correntes marítimas), o que permite aos oceanos armazenar grandes quantidades de calor. Contudo, como este se dispersa por um grande volume de água, o aquecimento superficial é mais lento, o que também acontece com o seu arrefecimento.

Assim, à medida que nos afastamos do litoral em direção ao interior, aumenta a continentalidade, ou seja, a ação moderadora da temperatura vai deixando de se sentir. Por isso, no interior dos continentes, existe uma maior diferença entre as temperaturas de verão e as temperaturas de inverno, ou seja, maior Amplitude Térmica Anual. Na figura 19 pode constatar-se que as diferenças de temperatura entre as cidades de Lisboa e Madrid, ao longo do ano, não de devem ao fator latitude pois esta é muito semelhante em ambas as cidades, mas sim ao fator continentalidade (Figura 19).

Figura 19: Influência da proximidade e do afastamento do mar sobre a temperatura.

Altitude:

O relevo influencia a temperatura devido à variação da altitude, ou seja a distância medida em metros, na vertical, desde o nível médio das águas do mar até ao lugar a considerar. À medida que subimos em altitude, a temperatura diminui cerca de 6,5° Celsius por cada 1000 metros (é o mesmo que 0,65° C por cada 100 m) – a este valor dá-se o nome de (Figura 20). A razão para a temperatura diminuir com a altitude deve-se, principalmente, com o facto de o ar ficar cada vez menos denso à medida que se sobe. Assim, os gases como o dióxido de carbono, o oxigénio, o vapor de água e as partículas que retêm o calor existem cada vez em menor quantidade e o ar perde capacidade para aquecer, mas também porque se vai perdendo quantidade de radiação emitida pela superfície da Terra.

Figura 20: Variação da temperatura e da densidade do ar com a altitude.

Orientação das vertentes:

Em função do relevo a exposição geográfica das vertentes também interfere na temperatura, especialmente nas zonas climáticas temperadas e frias. No Hemisfério Norte as vertentes voltadas a sul recebem uma maior incidência de dos raios solares () o que as torna quentes. Por outro lado, as vertentes direcionadas a norte não ficam expostas aos raios solares, ou só os recebem com uma inclinação muito acentuada e/ou durante pouco tempo, o que as torna mais frias () (Figura 21).

Figura 21: Incidência dos raios solares no Vale Glaciar do Rio Zêzere, Manteigas – Serra da Estrela.

Correntes marítimas:

As correntes marítimas são deslocações de grandes massas de águas oceânicas e também têm implicações na temperatura do ar pois, em função das suas caraterísticas ao nível de temperatura, provocam um aquecimento ou arrefecimento do ar das áreas continentais próximas. Dependendo do lugar onde têm origem estas podem ser:

Correntes quentes: se forem provenientes das zonas equatoriais e tropicais;

Correntes frias: se forem provenientes das zonas polares.

Assim, as regiões influenciadas por correntes quentes têm temperaturas mais elevadas, as que recebem influência de correntes frias apresentam valores de temperatura menores. Como se pode verificar no mapa da figura seguinte (Figura 22), a costa oeste de Portugal é influenciada por uma ramificação da Corrente do Golfo, daí que as temperaturas médias sejam mais amenas no inverno e mais quentes no verão do que na costa leste dos EUA, apesar de as cidades representadas terem valores idênticos de latitude, de altitude e o mesmo afastamento do mar.

Figura 22: Principais correntes marítimas da superfície terrestre.

Distribuição da temperatura no mundo e em Portugal:

Para se analisar a distribuição das temperaturas utilizam-se por norma mapas mensais (geralmente de janeiro (Figura 23) e de julho (Figura 24)) de que correspondem a linhas que unem pontos com o mesmo valor de temperatura média, cujos os espaços entre si geralmente são preenchidos por cores.

As temperaturas mais baixas: registam-se junto aos polos (Zonas Frias do Norte e do Sul) pois nesta região os raios solares atingem a superfície terrestre muito na diagonal pelo que a radiação se dispersa muito;

As temperaturas mais elevadas: registam-se na região intertropical (Zona Quente) pois nesta região a radiação solar é mais intensa e concentrada ao longo de todo o ano;

As isotérmicas de janeiro: acompanham sensivelmente as linhas de latitude. Verifica-se, contudo, que no Hemisfério Norte as temperaturas mais elevadas se estendem mais para norte junto à costa ocidental do continente europeu (uma clara evidência da influência das correntes marítimas) ao passo que a as temperaturas mais baixas se estendem mais para sul no interior dos continentes (devido ao fator da continentalidade);

Figura 23: Isotérmicas de janeiro.

As isotérmicas de julho: também são sensivelmente paralelas à latitude. Nesta altura do ano as temperaturas mais elevadas registam-se no Hemisfério Norte pois a radiação solar atinge este hemisfério mais intensamente e no interior dos continentes (devido ao já referido fator da continentalidade).

Figura 24: Isotérmicas de julho.

Portugal apresenta também diferenças na distribuição da temperatura, em resultado de fatores como a proximidade do Oceano Atlântico, a latitude, as correntes marítimas, e o relevo. De um modo geral, pode dizer-se que a temperatura aumenta de norte para sul, contudo no interior norte as temperaturas médias mensais são reduzidas no inverno (devido à continentalidade e às altitudes elevadas) e quentes no verão (devido à continentalidade), resultando, deste modo, elevadas amplitudes térmicas anuais. As temperaturas mais elevadas registam-se no interior sul nos meses de verão (devido ao fator continentalidade e às baixas altitudes). Nos lugares junto ao litoral as temperaturas são mais amenas devido ao efeito moderador do oceano, pelo que apresentam menores valores de amplitude térmica anual (Figura 25).

Isotérmicas de janeiro e de julho em Portugal.

Figura 25: Isotérmicas de janeiro (esq.) e de julho (dir.) em Portugal continental.

Nos arquipélagos dos Açores e da Madeira, dada a sua insularidade, apresentam amplitudes térmicas anuais inferiores às do continente. As temperaturas mais elevadas registam-se nas áreas conteiras, enquanto que o interior, montanhoso, apresenta temperaturas mais reduzidas.

Referências

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Barry, R., & Chorley, R. (2012). Atmosfera, Tempo e Clima (9th ed.). Bookman.

Cuadrat, J., & Pita, M. (1997). Climatologia. Cátedra.

Davis, R., Hayden, B., Gay, D., Phillips, W., & Jones, G. (1997). The North Atlantic Subtropical Anticyclone. Journal of Climate, 10(4).

Helmis, C., & Nastos, P. (2013). Advances in meteorology, climatology and atmospheric physics. Springer.

Met Office. (2020). Global circulation patterns [online] Available at: https://www.metoffice.gov.uk/weather/learn-about/weather/atmosphere/global-circulation-patterns [Accessed 10 Feb. 2022].

Qian, W. (2017). Temporal Climatology and Anomalous Weather Analysis. Springer.

Serreze, M., & Barry, R. (2014). The Arctic Climate System (2nd ed.). Cambridge University Press.