Base do conhecimento
Ideia-mestraQuase todo o conhecimento da estrutura física e dinâmica da atmosfera e dos oceanos vem de observações locais (in situ = no próprio local).
Exemplo simplesChuva acumulada em 24 h num pluviômetro fixo.
AvançoSatélites e estações automáticas ampliaram a cobertura espacial.
Dois grandes blocos do capítulo: tipos de observação (§2) → utilização dos dados depois de coletados (§3).
estações em terraradiossondasnavios/boiasaeronavessatélitesradar
Rede e siglas
Rede OMM+11 mil estações pelo globo, observando a atmosfera próximo à superfície.
| Localização | Sigla |
|---|---|
| Aeroportos | METAR |
| Navios | SHIP |
| Demais convencionais | SYNOP |
Estação = conjunto de instrumentos › convencional › ou automática
- Convencional: observador (técnico treinado) faz a leitura ≥3×/dia, em horários padrão da OMM.
- Automática: dados registrados/armazenados em computadores sem intervenção humana.
Meteorologia Sinótica: dados de um mesmo horário → montam os mapas sinóticos (condições num instante → inferir tempo futuro). Por isso medir ao mesmo tempo.
Instrumentos da convencional
Variáveispressão, temperatura, umidade relativa, precipitação, radiação solar, direção e velocidade do vento.
Expostos ao ar livrepluviômetro, pluviógrafo, heliógrafo.
Dentro do abrigopsicrômetro, termômetros de máxima e mínima, termógrafo, barógrafo, evaporímetro (evaporação à sombra).
Abrigo meteorológico — regras que caem em prova
| Regra | Detalhe |
|---|---|
| Portas | Voltadas para o polo do hemisfério (evita luz solar direta ao abrir) |
| Pintura | Branca de alta refletividade, por dentro e por fora |
| Altura | Suporte de 4 pernas, instrumentos a 1,5 m |
| Sítio | Vegetação rasteira, longe de obstáculos (construções, árvores) |
Ilha de calor urbano: cidades ao redor elevam a temperatura registrada → aquecimento local/urbano, confundido com o global (que é planetário).
BrasilMaior rede de superfície = Inmet.
Estação automática (PCD)
PCDPlataforma de Coleta de Dados = torre com vários sensores automáticos ligados a uma memória central.
ConexãoDireta a computadores ou a satélites de coleta de dados.
InstalaçãoLocal plano, longe de instalações elétricas e de obstáculos que bloqueiem o sinal.
Padronização do horário
TMG (tempo médio de Greenwich) › = UTC › = tempo Zulu (Z)
Horários sinóticos00, 06, 12 e 18 UTC (base: meridiano de Greenwich). Ex.: 12 UTC = 9 h de Brasília (10 h no horário de verão).
Pegadinha: a pressão é lida no horário exato; os demais instrumentos, nos 10 min que antecedem o horário. Depois: codificar em SYNOP e transmitir aos centros.
Dados no BrasilDisponíveis na internet por uma semana; captura com o software Local Data Manager (LDM).
O que medeCondições em altitude, até ~30 km, por radiossondas presas a balões.
EstaçõesChamadas de ar superior (ou aerológicas); ~1.300 no globo (OMM).
RadiossondaInventada em 1928 — Väisälä (Finlândia) e Molchanov (URSS). Pequeno transmissor de rádio com sensores de temperatura, umidade relativa e pressão, elevado por balão de borracha com gás hélio.
VentoDeslocamento acompanhado por antena GPS ou radar → calcula direção e velocidade do vento.
- ~2/3 das estações observam a 00 e 12 UTC; entre 100 e 200 fazem uma medida/dia.
- Ascensão ~300 m/min → sondagem começa 1 hora antes do horário sinótico (tempo de subir até 100 hPa ≈ 16 km).
- Oceanos: ~15 navios, sobretudo no Atlântico Norte.
- Brasil: ~40 estações (Inmet, Decea e CHM/Marinha).
PlataformasNavios instrumentados, boias de fundeio (ancoradas), boias de deriva, plataformas estacionárias.
| Do oceano | Da atmosfera adjacente |
|---|---|
| Temperatura da superfície do mar | Pressão |
| Altura e período das ondas | Temperatura do ar |
| Salinidade | Direção e intensidade do vento |
OMM: ~4 mil navios fazem observações; mil deles, diariamente.
Frota~3 mil aeronaves instrumentadas (OMM) reportam, em voo, pressão, ventos e temperatura do ar.
Fonte importante de dados em altitude, sobretudo nas rotas comerciais movimentadas.
O que sãoPlataformas com sensores para imagens da superfície; vantagem: não precisam de combustível para orbitar.
Diferença-chaveCobertura contínua de área extensa — vs. pontos discretos (estações), que distam centenas/milhares de km.
Revelam sistemas que escapam à rede: tempestades severas e tropicais sobre oceanos; luzes, queimadas, poluição, raios, poeira, neve/gelo, correntes.
Geoestacionário × órbita polar
| Caract. | Geoestacionário (geossíncrono) | Órbita polar (heliossíncrono) |
|---|---|---|
| Altitude | ≈ 35.800 km, sobre o equador | ≈ 850 km |
| Sentido | Acompanha a rotação da Terra | Norte–sul, pelos polos ou perto |
| Período | Igual à rotação da Terra (24 h) | ≈ 1 a 2 h por volta |
| Posição | Sempre parado sobre o mesmo ponto | Em sincronia com o Sol |
CanaisVapor d'água (geo, GOES-12): quanto mais branco, mais vapor na média-alta atmosfera. Visível (polar, sensor MODIS/Aqua): composição colorida verde-vermelha-azul.
Radar na meteorologiaDécada de 1940: nuvens de chuva devolviam ecos de ondas de rádio (faixa 0,4 a 0,6 GHz).
Emite micro-ondas de alta frequência › encontra o alvo (gotículas de nuvem/chuva) › parte reflete = eco › relação enviado/recebido = intensidade da chuva
InstalaçãoRadares em plataformas fixas ou móveis.
| Sensor | Sigla (inglês) | Onda emitida |
|---|---|---|
| Radar | — | Micro-ondas (rádio) |
| Sodar | sonic detection and ranging | Ondas acústicas (som) |
| Lidar | light detection and ranging | Luz / laser (visível) |
Sodar e lidar funcionam como o radar, mas com ondas acústicas e luz/laser; emitem na vertical, o alvo reflete e retorna ao equipamento.
Antes de usados, os dados passam por tratamento: toda medida traz incerteza (limites/erros de instrumento + processamento + transmissão).
Controle de qualidade
O que fazIdentifica erros grosseiros e dados faltantes.
Erro grosseiroValor que a variável nunca poderia assumir (ex.: 60 °C de temperatura média em São Paulo).
Séries temporaisPeixoto e Oort (1992): excluir dados fora do intervalo [ x̄ − 4σ , x̄ + 4σ ] — além de 4 desvios-padrão em torno da média = erro grosseiro.
Interpolação e assimilação
DistribuiçãoEstações irregulares pelo globo (Europa muitas; África poucas).
InterpolaçãoLevar os dados a uma grade horizontal regular (espaçamento uniforme, ex.: cada 2,5° de lat/long).
Assimilação de dadosConjunto de técnicas que juntam dados de várias fontes (estações, satélites, navios, radiossondas) e os distribuem em grades regulares.
Dado em grade regular vale por dois motivos: dá uma "fotografia" da atmosfera/oceano num horário; e serve de entrada e condições de fronteira para os modelos numéricos de previsão.
