Clima - Weather
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Tempo é o estado da atmosfera , descrevendo, por exemplo, o grau em que está quente ou frio, úmido ou seco, calmo ou tempestuoso, claro ou nublado . Na Terra , a maioria dos fenômenos climáticos ocorrem na camada mais baixa da atmosfera do planeta , a troposfera , logo abaixo da estratosfera . Tempo refere-se à temperatura do dia-a-dia, precipitação e outras condições atmosféricas, enquanto clima é o termo para a média das condições atmosféricas durante longos períodos de tempo. Quando usado sem qualificação, "clima" é geralmente entendido como o clima da Terra.
O clima é determinado pelas diferenças de pressão do ar , temperatura e umidade entre um lugar e outro. Essas diferenças podem ocorrer devido ao ângulo do Sol em qualquer ponto específico, que varia com a latitude . O forte contraste de temperatura entre o ar polar e o tropical dá origem às circulações atmosféricas de maior escala : a célula de Hadley , a célula de Ferrel , a célula polar e a corrente de jato . Os sistemas climáticos nas latitudes médias , como os ciclones extratropicais , são causados por instabilidades do fluxo do jato. Como o eixo da Terra é inclinado em relação ao seu plano orbital (chamado de eclíptica ), a luz do sol incide em diferentes ângulos em diferentes épocas do ano. Na superfície da Terra, as temperaturas geralmente variam de ± 40 ° C (−40 ° F a 104 ° F) anualmente. Ao longo de milhares de anos, as mudanças na órbita da Terra podem afetar a quantidade e a distribuição da energia solar recebida pela Terra, influenciando assim o clima de longo prazo e as mudanças climáticas globais .
As diferenças de temperatura da superfície, por sua vez, causam diferenças de pressão. Altitudes mais altas são mais frias do que altitudes mais baixas, já que a maior parte do aquecimento atmosférico se deve ao contato com a superfície da Terra, enquanto as perdas radiativas para o espaço são quase sempre constantes. A previsão do tempo é a aplicação da ciência e tecnologia para prever o estado da atmosfera para um momento futuro e um determinado local. O sistema climático da Terra é um sistema caótico ; como resultado, pequenas alterações em uma parte do sistema podem aumentar e causar grandes efeitos no sistema como um todo. Tentativas humanas de controlar o clima ocorreram ao longo da história, e há evidências de que as atividades humanas , como a agricultura e a indústria, modificaram os padrões climáticos.
Estudar como o clima funciona em outros planetas tem sido útil para entender como o clima funciona na Terra. Um famoso marco no Sistema Solar , a Grande Mancha Vermelha de Júpiter , é uma tempestade anticiclônica conhecida por ter existido por pelo menos 300 anos. No entanto, o clima não se limita aos corpos planetários. A coroa de uma estrela está constantemente sendo perdida no espaço, criando o que é essencialmente uma atmosfera muito tênue em todo o Sistema Solar. O movimento da massa ejetada do Sol é conhecido como vento solar .
Causas
Na Terra , os fenômenos climáticos comuns incluem vento, nuvem , chuva, neve, neblina e tempestades de poeira . Eventos menos comuns incluem desastres naturais como tornados , furacões , tufões e tempestades de gelo . Quase todos os fenômenos climáticos familiares ocorrem na troposfera (a parte inferior da atmosfera). O clima ocorre na estratosfera e pode afetar o clima mais abaixo na troposfera, mas os mecanismos exatos são mal compreendidos.
O clima ocorre principalmente devido às diferenças de pressão, temperatura e umidade do ar entre um lugar para outro. Essas diferenças podem ocorrer devido ao ângulo do sol em qualquer local específico, que varia de acordo com a latitude dos trópicos. Em outras palavras, quanto mais longe dos trópicos, menor é o ângulo do sol, o que faz com que esses locais sejam mais frios devido à propagação da luz solar sobre uma superfície maior. O forte contraste de temperatura entre o ar polar e o tropical dá origem às células de circulação atmosférica em grande escala e à corrente de jato . Os sistemas climáticos nas latitudes médias, como ciclones extratropicais , são causados por instabilidades do fluxo da corrente de jato (ver baroclinidade ). Os sistemas climáticos nos trópicos, como monções ou sistemas organizados de tempestades , são causados por processos diferentes.
Como o eixo da Terra é inclinado em relação ao seu plano orbital, a luz do sol incide em diferentes ângulos em diferentes épocas do ano. Em junho, o hemisfério norte é inclinado em direção ao sol , portanto, em qualquer latitude do hemisfério norte, a luz do sol incide mais diretamente naquele local do que em dezembro (veja Efeito do ângulo do sol no clima ). Este efeito causa estações. Ao longo de milhares a centenas de milhares de anos, as mudanças nos parâmetros orbitais da Terra afetam a quantidade e a distribuição da energia solar recebida pela Terra e influenciam o clima a longo prazo. (Veja os ciclos de Milankovitch ).
O aquecimento solar desigual (formação de zonas de gradientes de temperatura e umidade, ou frontogênese ) também pode ser devido ao próprio clima na forma de nebulosidade e precipitação. Altitudes mais altas são normalmente mais frias do que altitudes mais baixas, o que resulta da maior temperatura da superfície e do aquecimento por radiação, que produz a taxa de lapso adiabática . Em algumas situações, a temperatura realmente aumenta com a altura. Esse fenômeno é conhecido como inversão e pode fazer com que os topos das montanhas sejam mais quentes do que os vales abaixo. As inversões podem levar à formação de neblina e, muitas vezes, atuam como um limite que suprime o desenvolvimento de tempestades. Em escalas locais, as diferenças de temperatura podem ocorrer porque diferentes superfícies (como oceanos, florestas, mantos de gelo ou objetos feitos pelo homem) têm características físicas diferentes, como refletividade , aspereza ou teor de umidade.
As diferenças de temperatura da superfície, por sua vez, causam diferenças de pressão. Uma superfície quente aquece o ar acima dela, fazendo com que ele se expanda e diminua a densidade e a pressão do ar superficial resultante . O gradiente de pressão horizontal resultante move o ar das regiões de pressão mais alta para as mais baixas, criando um vento, e a rotação da Terra então causa a deflexão desse fluxo de ar devido ao efeito Coriolis . Os sistemas simples assim formados podem exibir comportamento emergente para produzir sistemas mais complexos e, portanto, outros fenômenos climáticos. Os exemplos em grande escala incluem a célula de Hadley, enquanto um exemplo em menor escala seriam as brisas costeiras .
A atmosfera é um sistema caótico . Como resultado, pequenas alterações em uma parte do sistema podem se acumular e aumentar para causar grandes efeitos no sistema como um todo. Essa instabilidade atmosférica torna a previsão do tempo menos previsível do que marés ou eclipses. Embora seja difícil prever com precisão o tempo com mais de alguns dias de antecedência, os meteorologistas trabalham continuamente para estender esse limite por meio de pesquisas meteorológicas e refinando as metodologias atuais de previsão do tempo. No entanto, é teoricamente impossível fazer previsões úteis do dia-a-dia com mais de cerca de duas semanas de antecedência, impondo um limite superior ao potencial de habilidade de previsão aprimorada.
Moldando o planeta Terra
O clima é um dos processos fundamentais que dão forma à Terra. O processo de intemperismo quebra as rochas e os solos em fragmentos menores e, em seguida, em suas substâncias constituintes. Durante a precipitação das chuvas, as gotículas de água absorvem e dissolvem o dióxido de carbono do ar circundante. Isso faz com que a água da chuva seja levemente ácida, o que ajuda nas propriedades erosivas da água. O sedimento e os produtos químicos liberados ficam então livres para participar de reações químicas que podem afetar ainda mais a superfície (como chuva ácida ) e íons de sódio e cloreto (sal) depositados nos mares / oceanos. O sedimento pode se reformar com o tempo e por forças geológicas em outras rochas e solos. Desta forma, o clima desempenha um papel importante na erosão da superfície.
Efeito em humanos
O tempo, visto de uma perspectiva antropológica, é algo que todos os humanos no mundo vivenciam constantemente por meio de seus sentidos, pelo menos enquanto estão do lado de fora. Existem compreensões social e cientificamente construídas sobre o que é o tempo, o que o faz mudar, o efeito que tem sobre os humanos em diferentes situações, etc. Portanto, o tempo é algo sobre o qual as pessoas frequentemente se comunicam. O Serviço Meteorológico Nacional tem um relatório anual para fatalidades, lesões e custos totais de danos que incluem safras e propriedades. Eles reúnem esses dados por meio dos escritórios do Serviço Meteorológico Nacional localizados nos 50 estados dos Estados Unidos , bem como em Porto Rico , Guam e nas Ilhas Virgens . A partir de 2019, os tornados tiveram o maior impacto em humanos, com 42 mortes, enquanto custou a safras e danos a propriedades de mais de 3 bilhões de dólares.
Efeitos nas populações
O clima desempenhou um papel importante e às vezes direto na história da humanidade . Além das mudanças climáticas que causaram o deslocamento gradual das populações (por exemplo, a desertificação do Oriente Médio e a formação de pontes de terra durante os períodos glaciais ), eventos climáticos extremos causaram movimentos populacionais em menor escala e interferiram diretamente em eventos históricos. Um desses eventos é a salvação do Japão da invasão pela frota mongol de Kublai Khan pelos ventos Kamikaze em 1281. As reivindicações francesas sobre a Flórida chegaram ao fim em 1565 quando um furacão destruiu a frota francesa, permitindo que a Espanha conquistasse o Forte Caroline . Mais recentemente, o furacão Katrina redistribuiu mais de um milhão de pessoas da costa central do Golfo em outras partes dos Estados Unidos, tornando-se a maior diáspora da história dos Estados Unidos.
A Pequena Idade do Gelo causou quebras de safra e fome na Europa. Durante o período conhecido como Flutuação de Grindelwald (1560-1630), eventos de força vulcânica parecem ter levado a eventos climáticos mais extremos. Isso incluiu secas, tempestades e nevascas fora de época, além de causar a expansão da geleira suíça Grindelwald . A década de 1690 viu a pior fome na França desde a Idade Média. A Finlândia sofreu uma grande fome em 1696-1697, durante a qual cerca de um terço da população finlandesa morreu.
Previsão
A previsão do tempo é a aplicação da ciência e da tecnologia para prever o estado da atmosfera para um momento futuro e um determinado local. Os seres humanos têm tentado prever o tempo informalmente por milênios e formalmente desde pelo menos o século XIX. As previsões do tempo são feitas coletando dados quantitativos sobre o estado atual da atmosfera e usando a compreensão científica dos processos atmosféricos para projetar como a atmosfera irá evoluir.
Outrora um empreendimento totalmente humano baseado principalmente em mudanças na pressão barométrica , condições climáticas atuais e condições do céu, os modelos de previsão agora são usados para determinar as condições futuras. Por outro lado, a entrada humana ainda é necessária para escolher o melhor modelo de previsão possível para basear a previsão, o que envolve muitas disciplinas, como habilidades de reconhecimento de padrões, teleconexões , conhecimento do desempenho do modelo e conhecimento dos vieses do modelo.
A natureza caótica da atmosfera, o enorme poder computacional necessário para resolver as equações que descrevem a atmosfera, o erro envolvido na medição das condições iniciais e uma compreensão incompleta dos processos atmosféricos significam que as previsões se tornam menos precisas a partir da diferença no tempo atual e o tempo para o qual a previsão está sendo feita (o intervalo da previsão) aumenta. O uso de conjuntos e consenso de modelo ajuda a restringir o erro e escolher o resultado mais provável.
Há uma variedade de usuários finais para previsões do tempo. Os alertas meteorológicos são previsões importantes porque são usados para proteger vidas e propriedades. As previsões baseadas na temperatura e na precipitação são importantes para a agricultura e, portanto, para os comerciantes de commodities nos mercados de ações. As previsões de temperatura são usadas por empresas de serviços públicos para estimar a demanda nos próximos dias.
Em algumas áreas, as pessoas usam as previsões do tempo para determinar o que vestir em um determinado dia. Como as atividades ao ar livre são severamente restringidas por fortes chuvas , neve e vento frio , as previsões podem ser usadas para planejar atividades em torno desses eventos e para planejar a sobrevivência durante eles.
A previsão do tempo tropical é diferente daquela em latitudes mais altas. O sol brilha mais diretamente nos trópicos do que em latitudes mais altas (pelo menos na média ao longo de um ano), o que torna os trópicos quentes (Stevens 2011). E, a direção vertical (para cima, quando se está na superfície da Terra) é perpendicular ao eixo de rotação da Terra no equador, enquanto o eixo de rotação e a vertical são iguais no pólo; isso faz com que a rotação da Terra influencie a circulação atmosférica mais fortemente em altas latitudes do que em baixas. Por causa desses dois fatores, nuvens e tempestades nos trópicos podem ocorrer de forma mais espontânea em comparação com aquelas em latitudes mais altas, onde são mais fortemente controladas por forças em larga escala na atmosfera. Por causa dessas diferenças, nuvens e chuva são mais difíceis de prever nos trópicos do que em latitudes mais altas. Por outro lado, a temperatura é facilmente prevista nos trópicos, pois não muda muito.
Modificação
A aspiração de controlar o clima é evidente em toda a história da humanidade: desde antigos rituais destinados a trazer chuva para as plantações até a Operação Militar Popeye dos Estados Unidos , uma tentativa de interromper as linhas de abastecimento prolongando a monção norte-vietnamita . As tentativas mais bem-sucedidas de influenciar o clima envolvem a semeadura de nuvens ; eles incluem a neblina - e técnicas de dispersão de baixo estrato empregadas pelos principais aeroportos, técnicas usadas para aumentar a precipitação de inverno sobre montanhas e técnicas para suprimir o granizo . Um exemplo recente de controle do clima foi a preparação da China para os Jogos Olímpicos de 2008 . A China lançou 1.104 foguetes de dispersão de chuva em 21 locais na cidade de Pequim, em um esforço para manter a chuva longe da cerimônia de abertura dos jogos em 8 de agosto de 2008. Guo Hu, chefe do Bureau Meteorológico Municipal de Pequim (BMB), confirmou o sucesso da operação com 100 milímetros caindo na cidade de Baoding , na província de Hebei , a sudoeste e no distrito de Fangshan , em Pequim, registrando uma precipitação de 25 milímetros.
Considerando que há evidências inconclusivas para a eficácia dessas técnicas, há extensas evidências de que a atividade humana, como a agricultura e a indústria resulta em modificação inadvertida do clima:
- A chuva ácida , causada pela emissão industrial de dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio na atmosfera , afeta negativamente lagos de água doce , vegetação e estruturas .
- Poluentes antropogênicos reduzem a qualidade do ar e a visibilidade .
- Espera-se que as mudanças climáticas causadas por atividades humanas que emitem gases de efeito estufa no ar afetem a frequência de eventos climáticos extremos, como secas, temperaturas extremas, inundações , ventos fortes e tempestades severas .
- Foi demonstrado que o calor , gerado por grandes áreas metropolitanas, afeta minuciosamente o clima nas proximidades, mesmo a distâncias de até 1.600 quilômetros (990 milhas).
Os efeitos da modificação inadvertida do clima podem representar sérias ameaças a muitos aspectos da civilização, incluindo ecossistemas , recursos naturais , produção de alimentos e fibras, desenvolvimento econômico e saúde humana.
Meteorologia em microescala
A meteorologia em microescala é o estudo de fenômenos atmosféricos de curta duração menores que a mesoescala , cerca de 1 km ou menos. Esses dois ramos da meteorologia às vezes são agrupados como "meteorologia de meso e microescala" (MMM) e juntos estudam todos os fenômenos menores que a escala sinótica ; isto é, eles estudam características geralmente muito pequenas para serem representadas em um mapa meteorológico . Isso inclui nuvens pequenas e geralmente passageiras "puffs" e outras pequenas feições de nuvens.
Extremos na Terra
Na Terra, as temperaturas geralmente variam de ± 40 ° C (100 ° F a -40 ° F) anualmente. A variedade de climas e latitudes em todo o planeta pode oferecer extremos de temperatura fora dessa faixa. A temperatura do ar mais fria já registrada na Terra é −89,2 ° C (−128,6 ° F), na Estação Vostok , Antártica em 21 de julho de 1983. A temperatura do ar mais quente já registrada foi de 57,7 ° C (135,9 ° F) em 'Aziziya , Líbia , em 13 de setembro de 1922, mas essa leitura é questionada . A temperatura média anual mais alta registrada foi de 34,4 ° C (93,9 ° F) em Dallol , Etiópia. A temperatura média anual mais fria registrada foi de −55,1 ° C (−67,2 ° F) na Estação Vostok , na Antártica .
A temperatura média anual mais fria em um local permanentemente habitado é em Eureka, Nunavut , no Canadá, onde a temperatura média anual é de −19,7 ° C (−3,5 ° F).
O lugar com mais vento já registrado é na Antártica , Commonwealth Bay (Costa George V). Aqui, os vendavais chegam a 199 mph (320 km / h ). Além disso, a maior nevasca em um período de doze meses ocorreu em Mount Rainier , Washington , EUA . Foi registrado como 31.102 mm (102,04 pés) de neve.
Extraterrestre dentro do Sistema Solar
Estudar como o clima funciona em outros planetas foi considerado útil para entender como funciona na Terra. O clima em outros planetas segue muitos dos mesmos princípios físicos que o clima na Terra , mas ocorre em diferentes escalas e em atmosferas com diferentes composições químicas. A missão Cassini-Huygens para Titã descobriu nuvens formadas de metano ou etano que depositam chuva composta de metano líquido e outros compostos orgânicos . A atmosfera da Terra inclui seis zonas de circulação latitudinal, três em cada hemisfério. Em contraste, a aparência em faixas de Júpiter mostra muitas dessas zonas, Titã tem um único jato perto da latitude norte paralela 50 e Vênus tem um único jato perto do equador.
Um dos marcos mais famosos do Sistema Solar , a Grande Mancha Vermelha de Júpiter , é uma tempestade anticiclônica que já existe há pelo menos 300 anos. Em outros gigantes gasosos , a falta de superfície permite que o vento atinja velocidades enormes: rajadas de até 600 metros por segundo (cerca de 2.100 km / h ou 1.300 mph) foram medidas no planeta Netuno . Isso criou um quebra-cabeça para os cientistas planetários . Em última análise, o clima é criado pela energia solar e a quantidade de energia recebida por Netuno é apenas cerca de 1 ⁄ 900 daquela recebida pela Terra, mas a intensidade dos fenômenos meteorológicos em Netuno é muito maior do que na Terra. Os ventos planetários mais fortes descobertos até agora estão no planeta extrasolar HD 189733 b , que se pensa ter ventos de leste movendo-se a mais de 9.600 quilômetros por hora (6.000 mph).
Clima espacial
O tempo não se limita aos corpos planetários. Como todas as estrelas, a coroa solar está constantemente sendo perdida no espaço, criando o que é essencialmente uma atmosfera muito fina em todo o Sistema Solar . O movimento da massa ejetada do Sol é conhecido como vento solar . Inconsistências nesse vento e eventos maiores na superfície da estrela, como ejeções de massa coronal , formam um sistema que possui características análogas aos sistemas climáticos convencionais (como pressão e vento) e é geralmente conhecido como clima espacial . As ejeções de massa coronal foram rastreadas no Sistema Solar até Saturno . A atividade deste sistema pode afetar atmosferas planetárias e, ocasionalmente, superfícies. A interação do vento solar com a atmosfera terrestre pode produzir auroras espetaculares e pode causar estragos em sistemas eletricamente sensíveis, como redes elétricas e sinais de rádio.
Veja também
- Glossário de meteorologia
- Estações indígenas australianas
- Esboço da meteorologia
- Estação meteorológica
Referências
links externos
