Elementos básicosRadiação solar, temperatura do ar e do mar, pressão, umidade e visibilidade.
O fio condutor de todo fenômeno meteorológico é a energia em constante transformação.
- Formas: energia interna, cinética e potencial.
- Transporte como calor sensível e calor latente.
Radiação solar › temperaturas › pressão › umidade › nuvens › precipitação › visibilidade
A radiação solar abre o estudo por ser a fonte de energia que desencadeia todos os processos.
A intensidade da radiação na superfície depende do ângulo de incidência: máxima na vertical (90°) e decresce à medida que o ângulo diminui (a energia se espalha por área maior).
O que define o ângulo (3 fatores)
- Latitude — curvatura da Terra inclina mais os raios nas altas latitudes;
- Hora — varia no dia pela rotação;
- Data — varia no ano pela translação (sazonalidade).
Altas latitudes têm invernos rigorosos: raios muito inclinados + albedo alto de neve/gelo reflete a energia.
LuminosidadeSolstícios e equinócios: 21/mar, 21/jun, 21/set, 21/dez.
| Evento | Insolação máxima em | Dia × noite |
|---|---|---|
| Solstício (22/jun) | 23°27′N | dias > noites no hem. de verão |
| Solstício (22/dez) | 23°27′S | dias > noites no hem. de verão |
| Equinócios (21/mar e 23/set) | Equador | iguais (12 h) em todas as latitudes |
AlbedoRelação entre energia refletida e recebida. Alto em claras (neve), baixo em escuras (asfalto).
- Atmosfera é transparente às ondas curtas do Sol;
- A parcela absorvida pela superfície é a única fonte de aquecimento e só ocorre de dia;
- O planeta resfria nas 24 horas emitindo ondas longas (infravermelho).
O saldo entre ondas longas emitidas e ondas curtas recebidas governa o balanço térmico.
| Parcela (de 100 unidades) | Un. |
|---|---|
| Dispersada/refletida ao espaço | 31 |
| Absorvida pela atmosfera | 23 |
| Absorvida pela superfície | 46 |
| Saldo na superfície | +31 |
| Saldo na atmosfera | −31 |
| Transferência superfície→atmosfera (sensível 7 + latente 24) | 31 |
Superfície tem excesso; atmosfera, déficit. O excesso sobe por calor sensível e calor latente.
Escala globalTrópicos = saldo positivo; altas latitudes = saldo negativo → energia transportada dos trópicos aos polos.
Condução (contato) › convecção (vertical) › advecção (horizontal)
DispersãoMais efetiva na faixa do azul — por isso o céu é azul.
O espectro eletromagnético identifica-se por comprimento de onda, frequência e nível de energia.
Ultravioleta (ondas mais curtas que o violeta) › visível › infravermelho (ondas mais longas que o vermelho)
TemperaturaIndicador da quantidade de calor no meio; medida em °C (escala Celsius).
Com a altitude
A temperatura diminui com a altitude em toda a troposfera: a pressão cai, o ar se expande e, por isso, esfria (lei dos gases). É a base da formação das nuvens.
Com a latitude
- Diminui das baixas latitudes (Equador) para as altas (polos) — radiação desigual + albedo da neve;
- Mantém um gradiente horizontal de temperatura que favorece a circulação de massas de ar frias/quentes e as frentes.
- Quase não varia entre dia e noite (energia usada na evaporação); muda de forma lenta e gradual no ano.
- Exceção: regiões de ressurgência; variações bruscas ao cruzar grandes correntes de temperaturas distintas.
| TSM vs. ar | Efeito |
|---|---|
| TSM mais fria que o ar | resfria o ar → nevoeiros / névoa |
| TSM mais quente | intensifica convecção e temporais |
| TSM acima de 27 °C | pode sustentar tormentas e furacões |
Comparar temperatura do ar × TSM é fundamental no diagnóstico e prognóstico do tempo.
Ar seco (T)O que o termômetro comum indica.
Ar úmido (TU)Bulbo úmido pelo psicrômetro: evaporação da água do tecido resfria o ar → indicação sempre menor que a seca (TU < T).
Quanto mais seco o ar, maior a evaporação, maior o resfriamento e maior a diferença entre os dois termômetros.
TPOTemperatura do ponto de orvalho: o ar satura só por resfriamento (sem acréscimo de umidade); nela a UR = 100%.
| Grandeza | Caso A | Caso B |
|---|---|---|
| Termômetro seco (T) | 26,0 °C | 23,4 °C |
| Termômetro úmido (TU) | 20,0 °C | 20,9 °C |
| Depressão do bulbo úmido | 6,0 °C | 2,5 °C |
| Ponto de orvalho (TPO) | 17,1 °C | 19,7 °C |
| Umidade relativa (UR) | 58% | 80% |
Isotermas e gradiente
G = Δt / Δn › variação de T por distância › perpendicular à isoterma
Isotermas mais estreitas (gradiente mais forte) → maior gradiente de pressão → vento mais intenso.
DefiniçãoPeso da coluna de ar sobre área unitária → a pressão decresce com a altitude. Unidade: hPa (= antigo milibar / mb).
Cai de 1013 hPa ao nível do mar para ~200 hPa na tropopausa. A expansão do ar ascendente é a causa do resfriamento até a TPO e da formação de nuvens.
Densidade e movimento
| Ar | Densidade | Pressão |
|---|---|---|
| Frio (comprime) | mais denso/pesado | maior |
| Quente (expande) | menos denso | menor |
- Movimento vertical ascendente → rarefação → redução da pressão à superfície;
- Movimento vertical descendente → compressão → aumento da pressão;
- Substituição horizontal por ar mais frio → alta (+); por ar mais quente → baixa (−).
Isóbaras e comportamento
IsóbarasLinhas de igual pressão. Espaçamento mais estreito → vento mais intenso.
| Centro | Termos |
|---|---|
| Baixa (ciclone) | aprofundar (pressão cai) · encher (pressão sobe) |
| Alta | intensificação · enfraquecimento |
O vapor d'água armazena e transporta a maior parte da energia dos fenômenos, como calor latente. Furacões se alimentam de umidade sobre o oceano e se dissipam no continente.
- Umidade absoluta máxima é diretamente proporcional à temperatura (ar quente contém mais vapor);
- Ar saturado = máximo de vapor para sua temperatura; se esfria, o excesso condensa em gotículas.
UR = Uabs. / Uabs. máx. › em % › varia de forma inversa à temperatura
Umidade constante: se T aumenta, UR diminui; se T diminui, UR aumenta. Ao chegar a UR = 100% atinge-se a TPO.
Umidade absoluta real (g/m³) só muda por evaporação (+) ou condensação (−), independentemente da temperatura.
EvaporaçãoLíquido→vapor absorve calor latente → resfria o ar. Na condensação o calor é liberado → aquece o ar (cria instabilidade e favorece convecção).
| Calor sensível | Calor latente |
|---|---|
| gelo 0,5 cal/g·°C · água 1 cal/g·°C | fusão do gelo 80 cal/g · evaporação da água 600 cal/g |
Durante a mudança de estado a temperatura permanece constante — todo o calor vira latente, não sensível.
TSM controlaTaxa de evaporação diretamente proporcional à TSM; acima de 27 °C intensifica. Trópicos: TSM 26 °C a 30 °C.
Condensação e adiabáticas
O nível de condensação (UR chega a 100%, temperatura = TPO) coincide com a base das nuvens baixas.
| Adiabática | Ar | Resfriamento |
|---|---|---|
| Seca | não saturado | 10 °C por km |
| Úmida | saturado (libera calor latente) | 6 °C por km (mais devagar) |
Ascensão do ar por: aquecimento desigual (convecção), convergência em baixos níveis, subida forçada por montanhas ou pela rampa das frentes.
Nebulosidade não implica precipitação: o céu pode ficar dias encoberto sem chover.
| Estabilidade | Nuvem | Chuva |
|---|---|---|
| Ar estável | estratiformes (Stratus) | rara |
| Ar instável | cumuliformes (Cumulus) | mais frequente |
ObservaçãoEm oitavos de céu encoberto, de 1/8 a 8/8 (8/8 = totalmente encoberto). Núcleos de condensação aglutinam as gotículas.
Cumulonimbus (Cb)Grande desenvolvimento vertical, mas observada como nuvem baixa. Responsável por trovoadas e tempestades; topo em bigorna.
Cirrus com garras (rabo de galo) deslocando-se para a embarcação = mau tempo se aproximando (em geral um Cb).
Classificação internacional (DHN) — 10 tipos
| Baixas (< 2000 m) | Médias (2000–6000 m) | Altas (> 6000 m) |
|---|---|---|
| Stratus (St) | Altostratus (As) | Cirrus (Ci) |
| Nimbostratus (Ns) | Altocumulus (Ac) | Cirrostratus (Cs) |
| Stratocumulus (Sc) | — | Cirrocumulus (Cc) |
| Cumulus (Cu) | — | — |
| Cumulonimbus (Cb) | — | — |
Base das baixas < 2000 m; médias 2000–6000 m; altas > 6000 m (só cristais de gelo). Identificação pelo Quadro de Nuvens DHN-5906.
Precipitação
TiposLíquida (chuva, chuvisco/garoa) e sólida (neve, granizo, saraiva).
| Continuidade | Nuvem / duração |
|---|---|
| Contínua | estratiformes · > 1 hora |
| Intermitente | duração < 1 hora |
| Em pancadas | cumuliformes/convectivas · curta, início/fim definidos |
O chuvisco forte reduz a visibilidade a menos de 500 metros.
Nevoeiro (condensação junto à superfície)
Por convenção, visibilidade restrita a menos de 1 km = nevoeiro. Regra das temperaturas: nevoeiro exige T > TPO > TSM.
Nunca há nevoeiro quando T > TSM > TPO — o resfriamento não alcança a TPO.
| Tipo | Radiação | Advecção |
|---|---|---|
| Onde | continente | mar (mais frequente) |
| Mecanismo | resfriamento do solo após o pôr do sol | ar quente/úmido desliza sobre superfície mais fria |
| Hora | madrugada/manhã | não tem hora certa |
| Dissipa | com o nascer do sol | aquecimento ou aumento do vento |
Névoa e escala de visibilidade
- Névoa úmida: gotículas d'água, UR acima de 80%; forte = chamada nevoeiro; reduz a 1–2 km;
- Névoa seca: poluentes sólidos, UR abaixo de 80%; reduz a 1–5 km;
- Nevoeiro fraco sempre < 1 km; forte a < 100 m. Chuva normal não reduz abaixo de 1500 m.
| Português | Inglês | Milhas náut. | km |
|---|---|---|---|
| Muito restrita | Very poor | < 0,5 | < 1 |
| Restrita | Poor | 0,5 a 2 | 1 a 4 |
| Moderada | Moderate | 2 a 5 | 4 a 10 |
| Boa | Good | > 5 | > 10 |
Névoa e nevoeiro são os que mais reduzem a visibilidade. Havendo nevoeiro, aplicar as medidas de segurança dos regulamentos.