Definições e Conceitos

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1 Universidade Federal de Goiás Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos Programa de Pós-Graduação em Agronomia Área de Concentração em Solo e Água AULA 2 Definições e Conceitos Prof. Regis de Castro Ferreira Goiânia GO 2010

2 TEMPO e CLIMA Atmosfera É uma massa em contínuo movimento Induzem as variações nas condições meteorológicas predominantes de uma região Estado da atmosfera pode ser descrito por variáveis que caracterizam sua condição energética Descrição instantânea: condição atual Descrição estatística: condição média

3 TEMPO e CLIMA O estado da atmosfera pode ser descrito por variáveis que caracterizam sua condição física. Essas variáveis são o que chamamos de elementos meteorológicos: - Temperatura - Umidade relativa do ar - Velocidade e direção do vento - Precipitação - Pressão atmosférica - Radiação solar, etc... Para um dado local o estado da atmosfera pode ser descrito tanto em termos instantâneos, definindo a condição atual, a qual é extremamente dinâmica, como também em termos estatísticos, definindo a condição média, a qual é por sua vez uma descrição estática.

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6 TEMPO A variação da temperatura e da umidade relativa do ar, ao longo de um dia, mostra o grande dinamismo das condições do TEMPO. Dependendo da época do ano essa variação ao longo do dia pode ser maior ou menor, o que na realidade é dependente dos fatores meteorológicos que estão atuando em cada um desses dias.

7 TEMPO O mesmo acontece ao analisarmos as temperaturas médias mensais para uma série de anos consecutivos. Percebe-se que apesar de haver um padrão de variação, ocorre oscilação nas médias de um mesmo mês, de ano pra ano. Isso também pode ser observado para a chuva, umidade relativa do ar...

8 NORMAIS CLIMATOLÓGICAS Já as médias das temperaturas médias mensais e dos totais médios mensais de chuva para um período igual ou superior a 30 anos (NORMAIS CLIMATOLÓGICAS), mostra apenas a variabilidade estacional, porém com valores estáticos para cada mês, descrevendo assim o CLIMA do local.

9 CLIMA DE GOIÂNIA

10 CLIMA DE GOIÂNIA Continentalidade Regularidade dos processos cíclicos dos deslocamentos das massas de ar Regime pluviométrico bem definido Estação chuvosa (5 meses): até 200 mm mensais. Estação seca: ausência de chuvas (4 meses) e pouca chuva (3 meses).

11 Temperatura 35,0 30,0 C 25,0 20,0 15,0 10,0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Temperatura Máxima Temperatura Média Temperatura Mínima Temperatura do ar em Goiânia, GO entre 1961 e Fonte: Brasil (1992).

12 Temperatura C Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Aeroporto Esc. Agronomia 10 Disme Comparação das temperaturas médias em três estações de Goiânia.

13 Umidade relativa % Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Umidade Relativa Umidade Relativa do ar em Goiânia, GO entre 1961 e Fonte: Brasil (1992).

14 Precipitação mm Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Precipitação Total Variação da precipitação pluviométrica em Goiânia, GO entre 1961 e Fonte: Brasil (1992).

15 Nebulosidade Horas Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Nebulosidade Média Nebulosidade média em Goiânia, GO entre 1961 e Fonte: Brasil (1992).

16 Radiação Solar Tabela. Indicadores médios da disponibilidade energética na atmosfera regional. Indicadores Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Fotoperíodo médio em horas Radiação extraterrestre (MW m -2 dia -1 ) Insolação média diária em horas (*) Radiação global de onda curta (MW m -2 dia -1 ) Radiação líquida (MW m -2 dia -1 ) 13,10 12,70 12,20 11,70 11,30 11,10 11,10 11,50 12,00 12,50 13,00 13,20 40,35 38,85 35,43 30,97 26,55 24,59 25,84 29,26 33,93 37,64 39,84 40,60 5,68 5,58 6,57 7,69 8,19 9,01 9,13 8,68 7,16 5,95 5,78 5,55 20,42 20,26 19,38 18,59 16,92 16,55 17,76 19,92 19,34 20,92 20,55 19,51 11,75 11,59 11,00 7,54 6,75 6,38 6,79 7,63 8,04 11,71 11,80 11,38 *Nota: Insolação média com base nas normais climatológicas de Goiânia

17 Fatores Meteorológicos / Climáticos Fatores são agentes causais que condicionam os elementos meteorológicos / climáticos (radiação solar, temperatura do ar, chuva, velocidade do vento, pressão atmosférica e umidade do ar), alterando o clima em determinado local de forma permanente. Podem ser temporais e espaciais. Temporais: rotação e translação, radiação solar e fotoperíodo Espaciais: latitude, relevo (altitude, configuração do terreno e exposição), circulação atmosférica (massas de ar e frentes), correntes oceânicas, oceanalidade / continentalidade Alguns elementos met. / clim. podem atuar também como fatores, o que é o caso da radiação solar, que pode ser tomada tanto como elemento, por ser uma variável que quantifica a disponibilidade de energia solar na superfície terrestre, como também pode ser considerada um fator, por condicionar a temperatura, a pressão e indiretamente outros elementos meteorológicos / climáticos.

18 Escala Temporal dos fenômenos atmosféricos Os movimentos de Rotação e Translação da Terra constituem em um dos mais importantes fatores a condicionar os elementos meteorológicos, fazendo com que esses variem no tempo, tanto na escala diária como na escala anual.

19 Escala Temporal dos fenômenos atmosféricos

20 Escala Temporal dos fenômenos atmosféricos

21 Escala Temporal dos fenômenos atmosféricos

22 Declinação solar Esse movimento aparente se dá entre as latitudes de 23º27 N (+23º27 ) e 23º27S (-23º27 ), que correspondem, respectivamente aos Trópicos de Câncer e Capricórnio. O ângulo formado entre as linhas imaginárias do Equador e a que liga o centro da Terra ao Sol denomina-se Declinação Solar (δ). δ indica a latitude na qual o Sol está passando em um determinado instante no seu movimento aparente N-S.

23 Declinação (δ) : ângulo que a linha que liga o centro do Sol ao centro da Terra faz com o plano do Equador 360 δ = 23,45 sen n 365 ( ) Em que: n = número de dias passados no ano

24 Exemplos: Qual a declinação em 15/02? n = = 46 logo δ = ,45 sen 365 ( ) o o δ = 13,29 =

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29 Ângulos auxiliares (TERRA SOL)

30 Latitude (θ) = ângulo que a normal de um lugar qualquer da Terra faz com o plano do Equador

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33 Hora Solar Local (HSL): é necessário converter a hora civil local HCL ("hora do relógio", convencionada internacionalmente através dos fusos horários) em hora solar local (HSL) aplicando duas correções: 1. diferença de longitude entre os meridianos do observador e aquele em que se baseia a hora internacional. 2. equação do tempo, que considera as perturbações na razão de rotação da Terra ao longo do ano (EDT). HSL = HCL + EDT + 4 HSL = Hora Solar Local, em min; HCL = Hora civil Local, em min; LP = Longitude padrão; LL = Longitude do local. EDT = ( LP LL ) ( 2 β ) 7,53 cos ( β ) 1,50 sen ( β ) 9,87 sen β 360 = n 364 ( 81 )

34 O Brasil possui 4 fusos horários diferentes: LP = 30 o Noronha; = Arquipélago de Fernando de LP = 45 o = Todos os estados do Nordeste, Sudeste, Sul, e mais Goiás, Tocantins, Amapá, e leste do estado do Pará; LP = 60 o = Estados do Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Rondônia, Amazônia, Roraima, oeste do Pará e Amazonas (exceto sua região sudoeste); LP = 75 o = Estado do Acre e região sudoeste do Estado do Amazonas

35 Ângulo Horário (w) : ângulo entre os planos do meridiano local e o que contém o Sol (meio-dia) w = 12 H 15 o H = é a Hora Solar Local (HSL), em valores decimais

36 Exemplos: Qual o ângulo horário às 8:00 horas (HSL)? w = º = 60º Para horários simétricos em relação ao meio-dia, o ângulo horário é o mesmo: Às 4 horas da tarde HSL = 16:00 horas, tem-se que: w = º = 60º

37 Ângulo Zenital (z): É o ângulo formado entre as linhas normal do local e a que liga o centro do Sol ao local Para HSL = 12h z = δ θ cos z ( θ ) sen ( δ ) + cos ( θ ) cos ( ) cos ( w) = sen δ

38 O ângulo zenital muda a cada instante, uma vez que depende da posição do sol. É função do local, da hora e da época do ano em que se quer determiná-lo. Logo, z= f(θ, δ e w). cosz ( ) sen( ) + cos( ) cos( ) cos( w) = sen θ δ θ δ

39 Exemplo: Qual o ângulo zenital às 9:00 horas (HSL) em Goiânia, 17,3 º S, no dia 30/01? cos z ( θ ) sen ( δ ) + cos ( θ ) cos ( ) cos ( w) = sen δ o o w = 12 HSL 15 = = 45 o Sendo n= 3 dias; 360 δ = 23,45 sen n 365 ( ), δ = -18,04 o Como θ = 17,3 o S θ= -17,3 o cos z ( 17,3 ) sen( 18,04 ) + cos( 17,3 ) cos( 18,04 ) cos( ) = sen 45 z = 45 o

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45 Ângulo Horário do Nascer do Sol (h): Corresponde a meia varredura da trajetória do Sol acima do horizonte, ou seja, do nascer do Sol ao meio-dia. cos ( h) = tan( δ ) tanθ ( ) A partir do ângulo horário, pode-se determinar o comprimento do dia em horas, ou o FOTOPERíODO (N): N = ( 2 h ) 15 o

46 Exemplo: Qual o fotoperíodo nos solstícios para Campinas-SP? Solstício de inverno δ = +23,45 o, logo cos h = ( h ) = tan ( δ ) tan ( θ ) 79,39 o N N ( 2 79,39 ) = = 10,59 15 = 10 h 35 min horas Para o solstício de verão δ = -23,45 o cos ( h) = tan( 23,45 ) tan( 23 ) h = 100,61 o ( 2 100,61) N = = 13,41 horas N = 13 h min

47 Escala espacial dos fenômenos atmosféricos Macro escala Topo escala Micro escala

48 Escala espacial dos fenômenos atmosféricos Macro escala Trata dos fenômenos em escala regional ou geográfica, que caracteriza o macro-clima de grandes áreas, devido aos fatores geográficos, como a latitude, altitude, correntes oceânicas, oceanalidade / continentalidade, atuação de massas de ar e frentes. Esses fatores são denominados macroclimáticos. O macroclima é o primeiro aspecto a ser considerado no zoneamento agroclimático

49 Refere-se aos fenômenos em escala local, em que a topografia condiciona o topo-clima, devido às condições do relevo local: exposição e configuração do terreno. Esses fatores são denominados de topoclimáticos e são de grande importância no planejamento agrícola.

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53 Lista de Exercícios 1) Conceitue tempo, clima, normal climatológica, elementos e fatores meteorológicos. Qual a ligação de cada um deles com as atividades agropecuárias? 2) O que significa solstício e equinócio? Quando eles ocorrem? O que significa declinação solar e quais seus valores nas principais efemérides? 3) Comente sobre as três escalas espaciais dos fenômenos atmosféricos. Como elas interagem com as atividades agrícolas? 4) Comente sobre as três escalas espaciais dos fenômenos atmosféricos. Como elas interagem com as atividades agrícolas? 5) Calcule a declinação solar em 26 de novembro. 6) Como a lei do cosseno de Lambert está relacionada com as variações diária e sazonal da radiação solar na superfície terrestre, em um dado local? 7) Qual a hora solar local (HSL) para Campinas (47ºW) quando em Brasília a hora oficial (HCL) é 15:00 no dia 18/04? 8) Qual o fotoperíodo para Goiânia no equinócio? 9) Qual o fotoperíodo para um local no equador em 1º de dezembro?

54 Referências PEREIRA, A. R., ANGELOCCI, L. R. SENTELHAS, P. C. Agrometeorologia: fundamentos e aplicações práticas. Ed. Agropecuária. Guaíra, p. RODRIGUES, L. R. F. Técnicas de Cultivo Hidropônico e de Controle Ambiental no Manejo de Pragas, Doenças e Nutrição Vegetal em Ambiente Protegido. FUNEP. Jaboticabal, p. SENTELHAS. P.C.; ANGELOCCI, R. L. Site de apoio às Disciplinas de Graduação e Pósgraduação. Departamento de Ciências Exatas. Disponível em: ESALQ/USP. Piracicaba. Consultado em: 10/02/2009. VAREJÃO-SILVA, M. A. Meteorologia e Climatologia: versão digital. Recife. Pernambuco, p. Disponível na internet em: