SA2 Aula 3

Clima e Sistema Climático

• O clima e sua variabilidade resultam da ação de fatores externos e internos.
• Elementos naturais e humanos influenciam a dinâmica climática em diversas escalas.

Fatores Externos do Sistema Climático

• Incluem fatores cósmicos, processos tectónicos e variações na atividade solar.

Excentricidade

• Variação da órbita da Terra em relação ao Sol, alterando entre órbitas mais ou menos elípticas.
• Tem um ciclo de aproximadamente 100 mil anos.

Obliquidade

• Movimento de inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao Sol.
• Varia entre 22,5° e 24,5° num ciclo de 41 mil anos.

Precessão

• Movimento giratório do eixo da Terra de forma inclinada.
• Rotação é o movimento no próprio eixo, e translação é o movimento em torno do sol, que demora 25 mil anos.

Alterações nas placas tectónicas

• A litosfera é formada pela crosta terrestre e parte do manto superior, dividida em placas tectónicas apoiadas sobre uma camada interior mais quente e maleável.
• Essas placas movem-se, formando regiões de contato divergentes, convergentes e transformantes.
• O movimento das placas pode originar oceanos e montanhas, afetando as correntes oceânicas, o transporte de calor e a circulação atmosférica global.

Variações na Atividade Solar

• A atividade solar e a emissão de radiação não são constantes.
• Essas variações afetam a quantidade de radiação solar que chega à Terra, alterando a temperatura global.
• A observação de manchas solares é feita desde 800 a.C., com registros contínuos nos últimos 400 anos.
• Manchas solares mais escuras formam-se devido a diferenças na velocidade de rotação entre os polos e o equador, afetando o campo magnético.
• A maior ocorrência de manchas solares está relacionada com uma radiação mais intensa emitida pelo Sol.
• A frequência das manchas solares varia ciclicamente, com um efeito de cerca de 0,1% na variação da radiação, impactando o clima terrestre.

Fatores Internos do Sistema Climático

• Contribuem para alterar a receção e distribuição da energia solar globalmente e regionalmente.

Alterações na Atmosfera

• Sem atmosfera, a temperatura da superfície da Terra seria -18°C.
• Com atmosfera, a temperatura média da superfície é de +15°C.

Alterações no Oceano

• O oceano troca energia com a atmosfera.
• Há um intercâmbio contínuo de calor e humidade entre a água e a atmosfera
• As massas de água armazenam calor e dióxido de carbono.
• A densidade da água varia com a salinidade e temperatura, formando correntes ascendentes e descendentes, criando o "Cinturão Termohalino Mundial".

Efeito Tampão e Feedback dos Oceanos

• Embora as águas oceânicas exerçam um efeito tampão sobre as mudanças de temperatura e radiação, elas reagem a estas mudanças, criando efeitos de feedback.
• Os oceanos influenciam a redistribuição do calor entre as latitudes.
• Mudanças oceânicas e seus efeitos podem durar milhares de anos, mas também podem ocorrer a curto prazo, como nos eventos "El Niño" e "La Niña".

Aquecimento e Arrefecimento das Águas do Pacífico (Tropical)

• Ventos equatoriais sopram água aquecida para oeste.
• Os ventos alísios são os ventos equatoriais.
• No fenômeno "El Niño", os ventos equatoriais enfraquecem e a água quente acumula-se perto da América do Sul.
• A Termoclina é a camada de transição entre a água mais quente da superfície e a água mais fria do fundo.

Corrente do Golfo

• Correntes marítimas complementam a circulação principal, impulsionadas pela rotação da Terra e pelos ventos.
• É uma corrente marítima potente, rápida e quente do Oceano Atlântico, originária no Golfo do México.
• Ao passar pelo estreito da Flórida e seguir a costa leste dos EUA, sua extensão aquece os países da Europa Ocidental mais do que o esperado.
• Ramificações desta corrente atingem latitudes elevadas no noroeste da Europa.

Circulação Atmosférica

• O aquecimento global é muito maior na zona do equador, o que não acontece nas zonas polares.
• As correntes oceânicas são mais lentas, contribuindo com cerca de 40% na redistribuição de energia entre as regiões.
• A circulação atmosférica é mais rápida, responsável por cerca de 60% da redistribuição de energia entre as regiões.

Variações na Circulação Atmosférica

• A circulação atmosférica real difere da idealizada devido a vários fatores.
• A superfície da Terra não é uniforme e não plana.
• A circulação pode desenvolver vórtices.
• A incidência do sol não é vertical, formando sistemas de baixas e altas pressões semipermanentes não paralelos ao equador.
• Os ventos Alíseos e Polares são de nordeste (NE), enquanto nas latitudes médias são de sudoeste (SW) devido à força de Coriolis.

Fisiografia da Superfície Terrestre

• A fisiografia, como altitude e relevo, tem efeitos no clima local, regional e global.

Albedo e Alterações na Superfície Terrestre

• Albedo é a proporção da radiação solar incidente refletida por uma superfície, variando de 0 a 1.
• Depende da natureza da superfície, inclinação dos raios solares, latitude, altura do ano, nebulosidade e tipo de uso do solo.

Valores de Albedo

• Superfícies aquáticas têm albedo de cerca de 0,1.
• Superfícies cobertas com neve ou nuvens têm albedo de cerca de 0,9, refletindo até 90% da radiação.

Mecanismos de Resposta e Retroação do Albedo

• A retroação positiva intensifica o efeito, como o derretimento da neve revelando superfícies escuras, diminuindo o albedo e aumentando a absorção radiativa.
• A retroação negativa enfraquece o efeito, como o aumento da evaporação e da nebulosidade, diminuindo o aquecimento devido ao aumento do albedo.

Valores de Albedo para Diferentes Superfícies (Sellers, 1965)

• A tabela fornece valores de albedo para diferentes superfícies, utilizada como referência em estudos climáticos.

Efeito de Estufa

• É um processo natural que mantém a temperatura da Terra adequada para a vida.
• Gases como dióxido de carbono, metano e óxido nitroso retêm o calor solar na atmosfera.
• Se o calor libertado pela Terra não fosse reabsorvido, haveria um arrefecimento que tornaria o planeta inabitável (-18°C).
• O balanço entre a radiação solar incidente e a emitida de volta gera um saldo positivo de energia, mantendo uma temperatura média superficial de 15°C.

Gases de Efeito Estufa (GEE)

• São substâncias gasosas que absorvem parte da radiação infravermelha emitida pela superfície terrestre, retendo calor e aquecendo a Terra.

Potencial de Aquecimento Global (PAG)

• É um índice que mede o forçamento radiativo após a emissão de uma unidade de massa de uma substância, acumulada ao longo de um horizonte de tempo (geralmente 100 anos), em relação ao CO2.

Concentrações de GEE e Fontes Antropogénicas

• A tabela exibe a concentração pré-industrial e no ano 2022 dos principais GEEs, juntamente com as suas principais fontes antropogénicas.

Ciclos Biogeoquímicos

• São processos de transferência e transporte de matéria na biosfera, hidrosfera, geosfera e atmosfera.
• Os ciclos gasosos incluem carbono, azoto, oxigénio e água.
• Os ciclos sedimentares incluem o fósforo e enxofre.