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Previsão do Tempo e Clima

previsãodotempoNo livro com o título acima de A. G. Forsdyke, tradução de Fernando de Castro Ferro, Edições Melhoramento, Série Prisma, Universidade de S,Paulo – 1969 temos:

“APRESENTAÇÃO – Ao longo dos séculos, observadores do céu e dos ventos, tais como agricultores, pastores e navegantes, acumularam certos conhecimentos práticos capazes de possibilitar prognósticos de relativa exatidão com referência a mudanças de tempo mais ou menos iminentes.

Hoje o estudo do tempo (Meteorologia) se tornou uma ciência, muito entrosada com a Física e a Matemática, e é sob tal aspecto que este livro trata a questão, embora não despreze a sabedoria empírica dos antigos.

O texto foi elaborado de sorte a ser compreendido por qualquer leitor, particularmente se tiver alguma noção sobre os princípios físicos básicos. Discorre, inicialmente, sobre os métodos de observação dos fenômenos meteorológicos: enumera e estuda, a seguir, as causas do bom ou do mau tempo, as previsões atualmente possíveis neste setor por meio de recursos modernos, como o radar e os satélites artificiais que tem essa finalidade especifica. Expõe, mais adiante, as condições climáticas do mundo, em nossos dias e no passado e termina descrevendo as aplicações dos estudos e registros meteorológicos na vida diária.

A matéria se torna ainda mais atraente graças à profusão de gráficos, desenhos de instrumentos, mapas sinópticos, e outras ilustrações a cores, que estão presentes praticamente em todas as páginas.

INTRODUÇÃO –A terra está envolta por um vasto oceano de ar, chamado atmosfera, no fundo da qual o homem vive. A profundidade total é de cerca de 160 km, mas o ar, a grandes altitudes, é muito leve, de modo que metade do peso total da atmosfera está contida nos 6,5 km mais baixos. A baixa atmosfera encontra-se sempre num estado de constante agitação, com seus vários efeitos sendo reconhecidos como o tempo.

O tempo é algo com que temos de viver e, pelo menos nas Ilhas Britânicas, é um tópico universal de conversas. Na linguagem cotidiana, o tempo (*) significa qualidades como úmido ou seco, quente ou frio – e, até há cerca de 100 anos, esses termos descritivos eram perfeitamente adequados para a maioria dos propósitos. Desde o desenvolvimento da indústria, contudo, o fator tempo tornou-se mais significante economicamente e seu estudo foi estabelecido numa base organizada e científica. Em vez de termos descritivos, começaram a ser usados termos padronizados, aplicados principalmente a fatores que são medidos por instrumentos e específicos numericamente, como a temperatura e a chuva, mas com menos exatidão no que se refere às nuvens e ao nevoeiro. O ramo da ciência que se dedica ao estudo do tempo chama-se Meteorologia.

A maioria dos países possuem serviços meteorológicos oficiais. Como parte de outras funções, esses serviços estabelecem redes de estações de observação do tempo ou estações meteorológicas, nas quais observações são feitas e registradas em horas fixas, todos os dias, segundo processos estabelecidos internacionalmente. Isto assegura que o tempo registrado numa estação possa ser comparado verdadeiramente com o que foi registrado em qualquer outra estação.

Os relatórios sobre o tempo nas vastas áreas oceânicas são fornecidas por centenas de navios mercantes de todas as nações. Esses navios contudo, nem sempre se encontram navegando e, quando estão, mudam constantemente de posição, de forma que os relatórios de uma área especifica do oceano variam em número de dia para dia. Durante os últimos vinte anos, uma pequena rede fixa tem sido proporcionada por navios, especialmente equipados para uma observação meteorológica completa e ocupando posições fixas no Atlântico Norte e no Pacifico Norte. Estes têm o nome de navios meteorológicos oceânicos e emitem relatórios de quatro a oito vezes por dia, tal como as principais estações em terra.

FATORES FíSICOS DO TEMPO – Temperatura: O calor ou frio de uma substância chama-se sua temperatura e mede-se com um termômetro. O termômetro comum consiste num pequeno bulbo oco de vidro, ligado a uma haste estreita com uma perfuração filiforme. Esse bulbo é enchido com um liquido, geralmente mercúrio, que se expande quando a temperatura aumenta e se contrai quando ela diminui, sendo este efeito visível pela posição da extremidade do fio de mercúrio na haste. Esta haste contém uma escala graduada para a leitura da temperatura

PRESSÃO – O ar, como todos os fluidos, exerce pressão sobre tudo o que estiver nele ou em volta dele, embora não tenhamos tanta consciência desse fato quanto temos da temperatura. A pressão do ar, na realidade, jamais fora notada até que o cientista italiano Torricelli realizou sua famosa experiência em 1643. Torricelli usou um tubo reto e estreito com uma das extremidades abertas e a outra fechada, enchendo –o com mercúrio e colocando-o em pé, com a extremidade aberta submersa numa bacia de mercúrio. Uma coluna de mercúrio de aproximadamente 76 cm de altura ficou imóvel dentro do tubo , sem voltar para abacia, o que só era possível se a atmosfera estivesse fazendo pressão sobre a superfície do mercúrio na bacia.

A pressão é uma força, ou peso, distribuído sobre uma superfície, sendo medida, geralmente, em gramas por centímetro quadrado. Na superfície da terra, a pressão do ar é de cerca de 1 kg/cm2. Isto, por sua vez, significa que o peso de uma coluna de ar com 1 m2, estendendo-se do nível do mar até um limite exterior da atmosfera, pesa cerca de uma tonelada.

A pressão em qualquer lugar é devido ao peso do ar sobre esse lugar; assim, a pressão diminui com a altitude. Os alpinistas a grandes altitudes sofrem falta de ar e os aviões requerem cabines pressurizadas. A pressão é cerca da metade do seu valor na superfície: 500 mb a cerca de 5.500 m de altitude, e um décimo do seu valor na superfície: 100 mb a cerca de 16,000 m. Perto do nível do mar, a pressão diminui aproximadamente 1 mb para cada 9 m de altitude.

U M I D A D E – Existe sempre alguma água, na forma de vapor de água que um dado volume de ar pode suportar e, quando este limite é alcançado, diz-se que o ar está saturado. O ar quente pode suportar mais vapor do que o ar frio; para cada grau de elevação da temperatura, verifica-se, também, um aumento do conteúdo de vapor da água para saturação e esse aumento por grau aumenta à medida que a temperatura vai aumentando.

Em geral, o ar não está saturado, contém apenas uma fração do vapor de água possível. Essa fração é expressa em percentagem a umidade relativa. Assim, por exemplo, o ar a 10ºC, se saturado, contém 9,4 g de vapor de água por m3 de ar, e sua umidade relativa é 100%. Se seu conteúdo de vapor for de apenas a metade, 4,7 gramas por m3 de ar, a umidade relativa é de 50%. Se a umidade relativa for baixa, diz-se que o ar está seco, dando uma sensação muito refrescante e revigorante; se a umidade relativa for alta, o ar fica úmido; no verão, pode causar sensação de relaxação, de opressão ou sufocação e, no inverno, torna-se nevoento e bolorento.

Se o ar saturado for resfriado, alcançará, eventualmente, uma temperatura em que se tornará saturado. Qualquer resfriamento maior conduzira a uma condensação do excesso de vapor. Isso pode ser visto quando a respiração úmida e quente dos passageiros causa o embaciamento das janelas de um carro num dia frio. A temperatura a que se verifica a condensação chama-se “ponto de orvalho” e o embaciamento das janelas dos carros ocorre pelo fato de a temperatura do vidro ser mais baixa do que o ponto de orvalho do ar dentro do carro.

O peso do vapor de água por m3 e o ponto de orvalho são fatores difíceis de medir, a não ser sob condições de laboratório. È mais conveniente usar comparações entre o termômetro de bulbo seco (em cima) e o termômetro bulbo liquido (à direita). A diferença entre eles pode ser convertida em umidade relativa. Quando o ar está saturado, não se verifica a menor evaporação do bulbo úmido e, então, a leitura será igual à do termômetro do bulbo seco. Quanto mais baixa for a umidade, maior será a diferença entre os bulbos. Normalmente, a temperatura do bulbo úmido encontra-se entre a temperatura do bulbo seco e o ponto de orvalho.

V E N T O –O ar está quase sempre em movimento e isto é sentido como vento. São preciso dois fatores para especificar o vento: sua direção e força ou velocidade. A direção é, geralmente, a do ponto da bussula do qual o vento sopra, por exemplo, norte, sudeste, oeste-sudeste. Também pode ser indicado em graus dos quatro pontos cardeais, com o Norte como ponto de referência: N, 0º ou 360º; E, 90º; S, 180º; e 0, 270º . A velocidade é indicada em milhas por hora,nós, metros por segundo, etc, ou como força na Escala de Beaufort.

Ciclo da Água da Terra e da Atmosfera – Os mais comuns aspectos do tempo, como as chuvas, as nuvens, a neve e o nevoeiro verificam –se quando, por causa do resfriamento, o vapor de água no ar se condensa numa forma liquida e, por vezes, sólida. . O vapor de água, embora seja em quantidade apenas um pequeno constituinte da atmosfera, é o mais importante no que se refere ao tempo.

O vapor de água alcança o ar por evaporação dos oceanos e em menor quantidade, também dos lagos e rios. A vegetação em crescimento ativo também libera uma boa quantidade de vapor de água de suas folhas, sendo esse vapor extraído da umidade do solo, através de suas raizes. Esse processo é chamado transpiração. A água evapora-se para o ar principalmente das partes mais quentes dos oceanos e das florestas tropicais. Esse vapor é transportado para cima e levado pelos ventos até penetrar na totalidade da troposfera; os ventos, levam-no, em especial, para os interiores das grandes massas terrestres. O vapor está sujeito a vários processos de resfriamento, que serão discutidos mais adiante, e, segundo a altitude. Formará nuvens, nevoeiro, chuva e outros tipos de precipitação.

A maior parte da água é devolvida à Terra, em última análise, como chuva ou neve. A chuva que cai no solo pode aprofundar-se para provocar umidade no solo, que volta ao ar, mais tarde, através da transpiração; ou que alimenta as nascentes de água. Poderá, também, permanecer na superfície, dando origem a pequenos riachos que se combinam para formarem rios, com ou sem lagos; esse processo chama-se escoamento. A maioria das águas nos rios e lagos acabam sempre por correr para o mar.

Existe portanto, um processo continuo de troca de água entre a terra, o mar e a atmosfera e a isto se chama ciclo da água. Foi calculado que, se todo vapor da água na atmosfera num determinado momento fosse condensado, constituiria uma reserva de cerca de dez dias de chuva em todo mundo e, assim, podemos pensar que o ciclo da água é completado e repetido aproximadamente cada dez dias.

C H U V A – É a Precipitação na forma de gotas de tamanho visível que caem da nuvem, enquanto as verdadeiras “gotinhas “ das nuvens, na sua maioria, “flutuam” no ar.

M E D I Ç Ã O da chuva – A quantidade da chuva que cai durante determinado tempo é indicada como a profundidade de água que se produziria numa vasta superfície lisa impermeável. A aparentemente pequena quantidade de 5 mm de chuva caindo continuamente durante várias horas é suficiente para produzir um dia chuvoso muito desagradável. Um dia com 25 mm espalhados durante várias horas já é considerado um tempo extremamente molhado. Cerca de 2,5 mm de chuva são equivalentes a 101 toneladas de água (1 mm de chuva por m2 é igual a 1 litro) em cerca de 4.000 m2 de terreno).

Quando se mede a chuva com o tipo de pluviômetro padronizado, certas precauções devem ser tomadas. Se a beirada do funil estiver demasiado perto do solo, os salpicos da chuva poderão afetar a leitura. Por outro lado, ventos soprando sobre o funil poderão causar remoinhos, o que faz com que menos chuva seja recebida e, assim, o funil deve ser colocado de maneira a evitar estes ventos. A altura ideal é cerca de 30 cm acima do solo. O pluviômetro deve ser colocado num lugar aberto, longe de árvores ou edifícios.

T E M P O R A I S – P. 68 – Um temporal consiste, geralmente, em chuva ou granizo, acompanhado por trovoada e relâmpagos. A principal condição para sua ocorrência é uma grande instabilidade atmosférica, dando origem à rápida convecção, a grandes altitudes, de uma massa de ar muito úmido. O temporal é assinalado por uma nuvem cúmulo –nimbo, muito alta, com base escura e turbulenta, essa nuvem ascende a 10 mil metros ou mais.

A trovoada e os relâmpagos são motivados por descargas elétricas. Nas condições turbulentas dentro da nuvem, as gotas menores são desintegradas; as gotinhas menores são levadas para o cimo da nuvem, enquanto as maiores permanecem nos níveis inferiores. As gotas também poderão gelar, libertando pequenas espículas de gelo, que são levadas para o cimo da nuvem. Esses processos de separação conduzem à separação de cargas elétricas. Quando a separação do ar se desfaz, o resultado é um relâmpago, por vezes inteiramente dentro da nuvem e, outras vezes, dirigido de nuvem à terra. O relâmpago corre ao longo de canais delgados, por vezes ramificados, o que motivou o nome “relâmpago aforquilhado”. À distância, é escurecido, frequentemente, pelas nuvens e, então, é visto como um raio de luz difusa, chamado clarão de relâmpago.

Ao passar através do ar, o relâmpago da origem, momentaneamente, a um grande calor. A expansão e a contração súbita do ar resultantes estabelece ondas sonoras, que são escutadas como trovões.O som de partes diferentes do relâmpago não é escutado todo ao mesmo tempo e isto, com os ecos, cria a repercussão característica da trovoada. Som viaja a 300 m por segundo, assim, sabemos a distância em que ocorreu o fenômino multiplicando o número de segundos ocorridos entre o clarão e o estrondo por 300.

Os relâmpagos são atraídos por pontas agudas que se elevam na direção das nuvens. Os edifícios mais altos, portanto, são protegidos por para-raios que são hastes ligadas a placas de metal que conduzem as descargas elétricas com segurança para a terra. As árvores altas que estão isoladas atraem os relâmpagos, sendo perigoso abrigar-se debaixo delas durante o temporal. Os espaços fechados com metal, como automóveis, carros e aviões, oferecem uma proteção completa.

O granizo é precipitação em forma de grãos ou pedaços de gelo, ocorrendo, de um modo geral, nos temporais. Uma grande gota de chuva perto do fundo de uma nuvem de trovoada, numa forte corrente em ascensão, é levada para cima e, ao alcançar as temperaturas menores, transforma-se em gelo. Em seguida, atrai cristais de gelo e flocos de neve na parte superior da nuvem, tornando-se maior e começando a cair. Na parte inferior da nuvem, recolhe mais água. Poderá ser levada de novo para cima, para o alto da nuvem, recolhendo mais cristais de gelo.

A maioria das pedras de granizo tem 6 mm ou menos de diâmetro, mas algumas tornam-se muito maiores e podem causar grandes danos, especialmente em edifícios frágeis, como as estufas com telhados e paredes de vidro. Até mesmo as pedras menores causam danos sérios nas safras e são um risco comum no Sul da Europa e em certas regiões dos Estados Unidos. Os aviões que atravessam tempestades de granizo estão sujeitos a curtos, mas intensos bombardeamentos que deixam o avião todo marcado e podem causar perigo. Felizmente, com o radar, os pilotos, geralmente, podem tomar medidas preventivas.

G e l o e g e a d a – P. 71 Ocasionalmente a chuva cai de uma camada de ar quente, e algumas centenas de metros de altitude, através de outra camada de ar, está perto do solo, com uma temperatura abaixo do ponto de congelação. As gotas de água gelam ao passar pelo ar frio e chegam ao solo como pequenos cristais de gelo ou bolinhas brancas, chamadas granizo macio. Todavia, o perigo é maior quando as gotas se tornam supergeladas . Então, gelam no mesmo momento em que atinge a superfície, cobrindo as estradas com uma película denominada “gelo preto”. Isto é extremamente perigoso, já que não é visto facilmente. Da mesma forma, os fios telefônicos e os ramos das árvores também ficam cobertos pesadamente com camadas de gelo, sendo quebrados, muitas vezes, pelo seu peso.

A noite, sob céu limpo, o solo resfria-se a ponto de ficar com uma temperatura abaixo da do ar. A umidade do ar, perto do solo, condensa-se e é depositada como geada. Quando há uma geada no solo, o deposito é feito na forma de partículas de gelo branco, chamadas de geada branca.

V i s i b i l i d a d e, N e v o e i r o e N e b l i n a – P. 72 A visibilidade é a maior distância que qualquer objeto pode ser reconhecido, não apenas visto de modo vago e difuso. Nas estações meteorológicas, vários objetos, a distâncias conhecidas, são selecionados e a visibilidade é registrada como a distância a que se encontra o mais afastado delas que é reconhecível.

Diz-se que o nevoeiro ocorre quando a visibilidade está abaixo de 1.000 m. Esta é a distância de visão abaixo da qual os aviões começam a ter dificuldades para aterrissar. Na vida cotidiana, contudo, em especial no que se refere ao transito, com nevoeiro e visibilidade é de 200 m ou menos. As condições com visibilidade pouco acima do limite do nevoeiro verificam-se com neblina ou névoa. A neblina é causada por pequenas gotas de água e a névoa é provocada por poeira ou fumaça.

O nevoeiro é, na realidade, causado por nuvens pousadas ao solo, o que se dá por esfriamento e condensação do ar úmido. O nevoeiro de radiação ocorre em noites calmas de céu límpido, principalmente no outono e inverno. O solo, resfriando rapidamente, resfria o ar que está em contato com ele e a umidade condensada aparece como nevoeiro, que se torna mais profundo se o resfriamento continuar. Os nevoeiros mais espessos ocorrem com o ar moderadamente úmido devido a grande quantidade de vapor de água disponível para condensação.

O nevoeiro de radiação tende a acumular-se em vales e sobre terrenos baixos, porque o ar frio, sendo pesado, tende a se concentrar nessas depressões. O nevoeiro é mais frequente no campo e nos parques de que nas áreas construídas, já que o aquecimento das casas mantém as cidades mais quentes.

Nota – “Previsão do Tempo e Clima”  de A. G. Forsdyke, da  Serie Prisma, Edições Melhoramento- 1869.

                                                                                              Ruy Gripp – 05-12-2014

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