O que é o Clima?

O clima é o conjunto de estados meteorológicos de uma dada região ao longo do ano. É o estado meteorológico médio, medido num período longo. Normalmente este é de 30 anos, para que seja estatisticamente válido. Já o tempo meteorológico refere-se às condições passageiras num curto período de tempo, por exemplo, um fim de semana. A atmosfera é um sistema caótico: pequenas variações podem se propagar em grandes mudanças. A incerteza torna impossível prever o tempo por mais de duas semanas – e, às vezes, nem para o dia seguinte…

Os chamados elementos climáticos são grandezas atmosféricas básicas que podem ser medidas – temperatura, pressão e umidade. A principal razão para a variação da temperatura é a diferença do ângulo em que a luz solar incide sobre nosso planeta: perpendicular ao equador e tangencial aos polos. Nestes, a radiação solar é difusa, com menor aquecimento. Naquele, é mais cálida e direta.

O contraste de temperatura entre os trópicos e os polos (de +40°C a -40°C) gera correntes de ar que afetam a pressão atmosférica. O ar quente é naturalmente mais leve que o frio, com uma menor massa e, portanto, pressão. Este circula no sentido horário no hemisfério sul (e inversamente no norte). Ao subir, o ar esfria e gera por baixo dele uma zona de baixa pressão – que normalmente significa mau tempo, como você verá.

Quando sobe, desloca o ar mais frio acima, criando os ventos. Eles promovem a circulação atmosférica, através dos chamados ventos constantes. Os principais destes são os alísios, que foram fundamentais para a navegação – sempre sopram nas regiões tropicais, de NE no hemisfério norte e de SE no sul. As regiões temperadas (nas latitudes de 30° a 60°) são varridas pelos ventos de oeste, em direção ao equador, e as regiões polares, pelos ventos de leste, rumo às latitudes médias (ver mapa). Os ventos mais intensos sopram nestas latitudes temperadas, onde o ar frio polar se encontra com o ar quente tropical.

Mas existe uma outra causa para a variação da radiação solar. O eixo da Terra está inclinado em relação ao plano da sua órbita. Assim, no fim do ano, a Terra está enviesada em relação ao Sol no hemisfério sul, que recebe mais calor e tem dias mais longos. É a estação do verão. No meio do ano ocorre o contrário, com o frio do inverno (ver figura). Os períodos intermediários correspondem às estações da primavera e do outono. No hemisfério norte as estações são invertidas.

Há vários fatores que influenciam o clima. O principal é a latitude, ao longo da qual a temperatura diminui dos trópicos para os polos, como vimos. A altitude influencia a pressão atmosférica e a temperatura. A proximidade ao mar (ou maritimidade) favorece climas mais úmidos e estáveis, devido à menor amplitude térmica e maior umidade do mar. Já a continentalidade traz um clima mais seco e variável, dado o maior aquecimento e resfriamento relativos do solo. As correntes marinhas apresentam diferentes temperaturas, interferindo na evaporação, umidade e pressão, que são elementos do clima. A vegetação, o relevo e a urbanização são também importantes fatores climáticos.

A interação destes fatores gera diferenças de temperatura e de umidade, formadoras das chamadas zonas térmicas da Terra (ver mapa). As principais são os climas equatorial, tropical, subtropical, temperado e polar. Só no clima temperado as estações são claramente definidas, enquanto que nos dois primeiros só existem as estações extremas de inverno e verão. Os especialistas apontam outros tipos de clima, como mediterrâneo e desértico. No Brasil predomina o clima equatorial úmido (ver mapa).

Os fenômenos meteorológicos ocorrem basicamente na troposfera, a camada inferior da atmosfera. Esta é composta pelos gases aprisionados pela gravidade terrestre, basicamente 80% de N² e 20% de O². A atmosfera protege nossa vida, absorvendo radiações nocivas, aquecendo a superfície, retendo o oxigênio e permitindo transições suaves de temperatura. Como mostrado no gráfico, a diminuição da pressão e da densidade é contínua à medida que se avança da troposfera (abaixo de 20 km) até a termosfera (variável de 200 km até 1.000 km). A temperatura, porém, é oscilante, caindo com a altitude da troposfera a -50°C, aumentando a 0°C na estratosfera e progredindo a partir da termosfera, onde a temperatura média é de 1.500°C.

A troposfera estende-se até o topo das nuvens altas, sendo a única em que humanos podem respirar livremente. A estratosfera é bastante estável por conter apenas ventos horizontais, o que a faz ser usada pelos aviões a jato; ela abrange a camada de ozônio (O³), que nos protege da radiação. Na mesosfera ocorre a combustão dos meteoritos e a luminescência diurna. Finalmente, na termosfera o ar não se comporta mais como um fluido, devido à dispersão de suas moléculas – ele é um plasma, nem sólido, nem líquido nem gasoso; a ionização própria dos elétrons livres é responsável pelas auroras e é nesta camada que orbitam os ônibus espaciais.

Vou agora me referir aos principais fenômenos meteorológicos da troposfera. Há formações benignas, como as frentes frias, causadas pelo movimento de massas de ar frio e denso que se introduzem sob o leve ar quente, gerando frio e chuva. Ou as frentes quentes, quando a massa quente encobre o ar frio, acarretando nevoeiros e chuvas fracas. As frentes estacionárias são fronteiras entre o ar quente e o frio – ocorrem quando uma frente fria (ou quente) deixa de se mover. Frentes frias movem-se dos polos para o equador, ao contrário das quentes.

Mas há também fenômenos violentos. Os ciclones ocorrem em regiões de baixa pressão, em que o ar quente e úmido se eleva e favorece a formação de nuvens e chuva. Os ciclones tropicais (ou furacões) apresentam uma circulação fechada de ventos, com um núcleo quente e calmo chamado de olho. Ele é cercado por uma parede, que é uma enorme banda de tempestade, com um raio de talvez 50 km. A grande diferença de pressão entre o centro e a vizinhança gera um forte giro e um vento intenso. Ele suga o ar da superfície, expulsando-o para as alturas, onde ele seca e esfria. Ao se tornar mais denso, retorna para as camadas de baixo, voltando a se aquecer e a realimentar o processo (ver esquema).

Grandes furacões ou tufões podem ter ventos de 200 km/h e diâmetros de mais de 1.000 km. Formam-se entre o equador e os paralelos 30° norte ou sul. São embebidos nos ventos alísios, que entretanto são desviados para NW no hemisfério norte e SW no sul. Os furacões começam sobre o mar mas perdem intensidade nas regiões costeiras, onde seu combustível de calor e umidade se esgota. As Filipinas, o Leste Asiático, o Caribe e os Estados Unidos são seus alvos preferidos (ver mapa). Até hoje, houve um único furacão no Atlântico Sul, o Catarina, que chegou ao sul do Brasil. Mundialmente, são mais ativos no meio do ano.

O inverso de um ciclone é um anticiclone (ver esquema). É um centro de alta pressão, onde o ar desce em espiral, suprimindo movimentos ascendentes geradores de nuvens e chuvas. Assim, trazem tempo seco e limpo. Outro fenômeno é o tornado, uma coluna de ar que gira e sobe de forma violenta, estendendo-se desde o chão até uma nuvem (ver foto). São terrivelmente destrutivos, com ventos de até 500 km/h e altura de até 500 km. Podem criar redemoinhos de poeira ou de fogo, trombas marinhas ou vórtices múltiplos.

Talvez seja o momento de comentar sobre as nuvens. São formadas pelo vapor d´água da atmosfera que se condensa em gotículas de água ou se solidifica em cristais de gelo. As nuvens começam a 2 km da superfície e chegam a 18 km nas regiões dos trópicos, 8 km na dos polos e alturas intermediárias nas regiões temperadas. A figura ao lado ilustra os diversos tipos de nuvens, desde os cúmulus baixos aos stratus médios e aos cirrus altos.

O tempo em outros planetas segue os mesmos princípios do tempo na Terra, porém em outra escala. Você viu que os ventos produzem na Terra seis zonas de circulação do ar. Vênus tem apenas uma, no seu equador, enquanto Júpiter (se contei certo) possui quinze. Este planeta tem um vórtice, a Grande Mancha Vermelha, que já dura três séculos. Em outros planetas gasosos, a ausência de obstáculos sólidos permite ventos inacreditavelmente rápidos, como 2 mil km/h em Netuno.

Mercúrio não tem atmosfera, sofrendo uma incrível amplitude térmica, algo como +400°C a -200°C. A atmosfera de Vênus é uma gigantesca estufa de dióxido de carbono. Enquanto lá chove ácido sulfúrico, em Júpiter e Urano chove diamante, devido à concentração de carbono. O Sol ejeta continuamente sua massa, gerando uma tênue atmosfera no sistema solar. Esse jato é chamado de vento solar, de comportamento parecido com o sistema meteorológico convencional. A ação do vento solar na atmosfera terrestre pode criar o brilho das incríveis auroras polares, como mostrado na foto ao lado.