Aula 01

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CLIMATOLOGIA 
AULA 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profª Karen Estefania Moura Bueno 
 
 
 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Prezado(a) aluno(a), estamos iniciando a disciplina de Climatologia. 
Assim sendo, teremos seis aulas, as quais foram divididas em temas relevantes 
para a compreensão da dinâmica climática do nosso planeta e, especificamente, 
da América do Sul e do Brasil. Nossas aulas abordarão os seguintes temas: 
climatologia e atmosfera terrestre; elementos e fatores condicionantes do clima; 
dinâmica da atmosfera; clima: classificações e efeitos em escala regional e 
global; climas do Brasil; mudanças climáticas no contexto global; pesquisa e 
ensino em Climatologia. Dados os temas, iniciaremos esta aula com o primeiro 
deles. 
O objetivo desta aula consiste em abordar os conceitos básicos da 
climatologia, sua evolução histórica e compreender os aspectos físicos e 
químicos da atmosfera. Primeiramente, vamos tratar dos conceitos básicos e 
evolução histórica da climatologia. Em seguida, discutiremos os efeitos da 
abordagem espacial e temporal em climatologia, buscando uma melhor análise 
dos fenômenos atmosféricos, bem como sua ocorrência e consequências no 
tempo e no espaço. Na sequência, serão abordadas as camadas da atmosfera, 
destacando suas principais características, da mesma forma, serão 
apresentados os atributos físico-químicos que compõem a atmosfera. Por fim, 
serão retratados os efeitos da radiação solar e o balanço da energia solar. 
TEMA 1 – ASPECTOS GERAIS E HISTÓRICOS DA CLIMATOLOGIA 
Primeiramente, é de suma importância que compreender alguns 
conceitos, como o conceito da disciplina em questão, que é climatologia. Muitas 
pessoas confundem a climatologia com meteorologia, no entanto, tratam-se de 
ciências distintas. 
Segundo Mendonça e Danni-Oliveira (2007), a Climatologia é uma ciência 
ligada à Geografia, que estuda os padrões climáticos de comportamento da 
atmosfera e suas interações com os elementos geomorfológicos, hidrológicos, 
biológicos e antrópicos por um período de, no mínimo de 30 anos. É pertinente 
destacar que a climatologia também é relevante no amplo espectro das ciências 
ambientais de forma interdisciplinar. 
De acordo com Ayoade (2002), meteorologia é a ciência que estuda a 
atmosfera e seu estado físico, químico e dinâmico, levando em conta a interação 
 
 
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com a superfície terrestre. Leva em conta menores escalas temporais, como 
poucos anos, dias e até mesmo horas, sendo que é por meio dessa ciência que 
se efetua diariamente a previsão do tempo. 
Outros conceitos que são comumente confundidos são o clima e o tempo. 
O clima é definido como a dinâmica atmosférica de um local a partir da 
observação de, no mínimo, trinta anos de dados. Assim, é possível definir o tipo 
de clima de uma região, por exemplo, “a região Norte do Brasil apresenta 
predominância do clima tropical” ou “o clima da região Norte da África é 
caracterizado como clima desértico”. Já o conceito de tempo está relacionado 
com a condição momentânea da atmosfera, por exemplo, “hoje o dia está 
ensolarado” ou “o tempo frio de ontem me deixou resfriado”. Portanto, ao assistir 
a previsão do tempo em algum telejornal ou acessar essas informações pela 
internet, lembre-se de que que você irá verificar como estará o tempo e não o 
clima. 
Desde as primeiras aglomerações, as condições atmosféricas influenciam 
o homem e suas diversas ações, ou seja, o ser humano sempre precisou se 
adaptar ao clima para sobreviver. Portanto, o tempo meteorológico e até mesmo 
o clima interferem no modo de vida das pessoas desde a antiguidade, fazendo 
com que o ser humano venha se adaptando ao frio, calor, escassez ou excesso 
de chuvas, que estão diretamente relacionados com a localização das suas 
atividades, a disponibilidade de alimento, a água e até aspectos culturais, como 
o vestuário e as formas de abrigo. 
É pertinente destacar que, na antiguidade, a ciência da climatologia 
estava relacionada às divindades. Os gregos foram os primeiros a registrar e 
documentar suas reflexões a respeito do comportamento da atmosfera. Após um 
longo período de estagnação, a retomada da produção intelectual e a busca pelo 
conhecimento científico ressurge com o Renascimento, em que foram criados 
diversos instrumentos que até hoje são utilizados, como o termômetro, criado 
por Galileu Galilei em 1593 e o barômetro, criado por Torricelli em 1643 (Ayoade, 
2002; Mendonça, 2007). 
A climatologia tradicional começa a ser produzida no século XVII, com o 
surgimento das leis da física, que auxiliaram na compreensão de como funciona 
o universo. Desde então, o conhecimento e a descrição do comportamento da 
atmosfera passaram a ser fundamental, tendo em vista alguns marcos históricos 
 
 
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como o expansionismo europeu, que demandava a otimização do transporte de 
cargas, mercadorias, alimentos e bens. 
No século XIX, o desenvolvimento do telégrafo permitiu com que 
houvesse um monitoramento mais minucioso do comportamento da atmosfera, 
com observatórios meteorológicos. A Primeira e a Segunda Guerra mundial 
também demandaram avanços tecnológicos e científicos para criar as 
estratégias de guerra em diferentes locais na primeira metade do século XX. 
Inclusive, em 1950 foi criada a Organização Meteorológica Mundial (OMM), que 
unificou os dados e permitiu a criação do primeiro banco de registros 
meteorológicos. Em seguida, na década de 1960, foram lançados satélites 
meteorológicos no espaço. 
A Climatologia Moderna surge com a necessidade não só de descrever, 
como também de compreender e explicar os fenômenos atmosféricos, pois a 
atmosfera é dinâmica e não estática. Além disso, as demandas da sociedade 
para o planejamento de suas atividades são fundamentais para a ascensão da 
climatologia moderna, pois passa a atuar nas áreas da agricultura, aviação, 
comércio e indústria, além da utilização para a previsão de eventos extremos. 
consequentemente, a demanda por novos instrumentos para a coleta e 
armazenamento de dados é imprescindível. Assim, no contexto atual, dados 
meteorológicos são coletados por meio de estações meteorológicas, satélites 
meteorológicos, aeronaves, balões, radares, entre outros instrumentos. 
TEMA 2 – ESCALAS DE ABORDAGEM 
Em climatologia, a delimitação da escala tende a ser mais complexa, 
comparando com outras vertentes da Geografia. De maneira geral, deve-se 
pensar em duas escalas: a da dimensão ou ordem de grandeza espacial 
(extensão) e temporal (duração) do fenômeno climático que se quer estudar. A 
seguir, falaremos dessas escalas. 
2.1 Escala espacial 
As escalas espaciais (extensão) consistem em: macroclima, mesoclima e 
microclima. Segundo Ayoade (2002) e Mendonça (2007), o macroclima consiste 
na maior área de abrangência da escala espacial, pois é nessa escala que são 
 
 
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abordados os climas do mundo, suas divisões latitudinais e subdivisões 
regionais. 
Já o mesoclima consiste em uma unidade espacial média, intermediária 
(centenas de km²) que contempla os climas regionais e estuda a ação dos 
sistemas secundários, como tornados e furacões, além de agentes regionais da 
paisagem, como as florestas. Por exemplo, no Sul e Sudeste da Ásia ocorre o 
clima de monções. 
 Por fim, o microclima é a menor unidade espacial, com dimensão em 
dezenas de m². Os elementos que condicionam o clima nessa escala estão 
diretamente relacionados a fatores imediatos e não mais regionais, como a 
circulação atmosférica próxima da superfície terrestre (até 2 metros de altitude), 
o uso e ocupação do solo, a rugosidade do relevo, entre outros. Como exemplo, 
uma rua, uma área agrícola ou a margem de um lago, são áreas passíveis de 
estudos relacionados ao microclima. 
2.2 Escala temporal 
Com base em Mendonça e Danni-oliveira (2007) serão descritas as 
escalas temporais em climatologia. Primeiramente, vamos compreender sobre a 
escala paleoclimática,que se refere a eventos climáticos ocorridos desde a 
formação da Terra. Nesse sentido, essa escala leva em conta os indicadores 
biológicos (fósseis, anéis de crescimento de árvores, pólens, esporos, fitólitos 
etc.), litológicos (sedimentos, camadas de aluviões, depósitos de sal etc.) e 
geomorfológicos (terraços fluviais, dunas, formas residuais de relevo, inselbergs 
etc.) para determinar tipos climáticos e mudanças climáticas ocorridos no 
passado. 
Outra escala temporal é a histórica, diretamente relacionada ao 
surgimento do homem no planeta. Nessa escala são levadas em conta pinturas 
rupestres, relatos de viagens e até mesmo registros de condições atmosféricas 
que foram mensurados. 
Por fim, a escala contemporânea, que está relacionada ao contexto atual, 
leva em conta a análise de dados atmosféricos mensurados por, no mínimo, 30 
anos. São utilizados bancos de dados medidos por estações meteorológicas 
para determinar o tipo de clima de um país ou região, bem como se houve 
mudanças climáticas (Mendonça; Danni-Oliveira, 2007). O Quadro 1 diferencia 
 
 
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macroclima, mesoclima e microclima nas escalas horizontal e vertical, bem como 
na temporalidade. 
Quando 1 – Diferença entre macroclima, mesoclima e microclima 
Ordem de 
grandeza 
Subdivisões 
Escala 
horizontal 
Escala 
vertical 
Temporalidade 
das variações 
mais 
representativas 
Exemplo 
Macroclima Clima zonal 
> 2.000 
km 
3 a 12 
km 
Algumas 
semanas a 
vários decênios 
O globo, um 
hemisfério, 
um oceano 
ou continente 
etc. 
Mesoclima 
Clima 
regional 
2.000 km 
a 10 km 
12 a 
100 m 
Várias horas a 
alguns dias 
Montanha, 
região natural 
ou 
metropolitana, 
uma cidade 
etc. 
Microclima - 
10 km a 
alguns m 
Abaixo 
de 100 
m 
De min ao dia 
Bosque, uma 
rua, uma 
edificação 
etc. 
Fonte: elaborado com base em Mendonça; Danni-Oliveira, 2007. 
TEMA 3 – DIVISÃO DA ATMOSFERA 
Agora, vamos falar sobre a divisão da atmosfera. Mas, primeiramente, 
qual é o conceito de atmosfera? Segundo Ayoade (2002), a atmosfera é a 
camada de gases retida na Terra pela força gravitacional. Considerando 
características físicas, como densidade e altura, a atmosfera pode ser dividida 
em cinco principais camadas, que são: exosfera, termosfera, mesosfera, 
estratosfera e troposfera (Figura 1). A seguir, serão descritas brevemente cada 
uma delas. 
A exosfera é a camada limite entre a atmosfera terrestre e o espaço 
sideral, que está localizada entre 500 e 750 km da superfície da Terra, ocorre a 
 
 
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perda de densidade. A termosfera é a camada mais quente da atmosfera, com 
temperatura de, aproximadamente, 700°C e que está localizada a cerca de 200 
km da superfície terrestre. 
Já a mesosfera, como o próprio nome diz, está entre as duas camadas 
mais altas e as duas camadas mais baixas da atmosfera. Nela, o ar é mais 
rarefeito, ou seja, o oxigênio é consideravelmente reduzido, além de apresentar 
baixas temperaturas. 
A estratosfera é a camada na qual se encontra a camada de ozônio (O3), 
que protege a superfície da Terra dos raios ultravioleta (UV), filtrando cerca de 
95% dessa radiação, permitindo com que haja vida em nosso planeta. Essa 
camada está localizada entre 20 km e 35 km da superfície terrestre. 
Por fim, a troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre, na 
qual ocorrem os fenômenos climáticos, como chuvas, ciclones, tornados, 
inversão térmica, entre outros. Dessa forma, é essa última camada o foco dos 
climatólogos e meteorologistas. 
Figura 1 – Camadas da atmosfera 
 
Crédito: Designua/Shutterstock. 
 
 
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TEMA 4 – ATRIBUTOS FÍSICO-QUÍMICOS DA ATMOSFERA 
A divisão da atmosfera não se dá apenas por suas características físicas 
(de acordo com a sua densidade e altura), como vimos anteriormente. Assim 
sendo, ao considerar suas características físico-químicas, a atmosfera pode ser 
dividida em duas grandes camadas: homosfera e heterosfera. Essas duas 
camadas serão descritas com base em Mendonça e Danni-Oliveira (2007). 
A homosfera é a camada mais próxima da superfície, localizada nos 
primeiros 90 km de altura, e tem uma distribuição uniforme dos componentes 
atmosféricos. Os compostos mais relevantes dessa camada são o material 
particulado em suspensão e o vapor d’água. O material particulado consiste em 
substâncias que podem ser de origem natural ou antrópica, como poeira, sal, 
matéria orgânica, materiais provenientes da queima de combustíveis fósseis, 
entre outros. 
Na heterosfera, ao contrário da camada inferior, e como o próprio nome 
diz, existem diferentes gases que formam camadas com composições químicas 
distintas, como o nitrogênio molecular entre 90 e 200 km de altitude, o oxigênio 
atômico entre 200 a 1.100 km, os átomos de hélio entre 1.100 a 3.500 km e 
átomos de nitrogênio a partir de 3.500 km. 
TEMA 5 – RADIAÇÃO SOLAR 
É importante destacar que a radiação solar é formada no interior do Sol, 
por meio de um processo contínuo de conversão de hidrogênio em hélio, que 
libera grandes quantidades de calor que chegarão até a Terra. 
A atmosfera do nosso planeta não somente absorve a energia solar, como 
também a reflete e difunde. A capacidade de refletir radiação solar é chamada 
de albedo, e como exemplo é possível citar as nuvens, que impedem a 
penetração de parte da energia solar diretamente na superfície, apresentando 
capacidade de refletir/refratar a radiação. 
Pode-se afirmar que, de maneira geral, quanto maior a absorção de 
radiação, menor o albedo e mais escura é a superfície, como florestas, solo 
exposto e asfalto, os quais possuem albedo mais baixo. Já as superfícies de 
baixa absorção de radiação e que refletem mais, apresentam maior albedo, 
como nuvens, neve e dunas de areia. Portanto, o albedo é inversamente 
proporcional à absorção de radiação e diretamente proporcional à reflectância 
 
 
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do alvo. Para compreender melhor a relação entre o tipo de superfície e o albedo, 
observe o Quadro 2. 
Quadro 2 – Diferença de albedo em superfícies 
Tipo de superfície Albedo (%) 
Neve recém-caída 80 – 90 
Neve caída há dias 50 – 70 
Gelo 50 – 70 
Dunas de areia 30 – 60 
Terra 31 
Savana seca 20 – 25 
Cultivo seco 20 – 25 
Concreto seco 17 – 27 
Areia 15 – 25 
Estepes e pradarias 15 – 20 
Cidades 14 – 18 
Floresta boreal no verão 10 – 20 
Cana-de-açúcar 15 
Solo negro seco 14 
Solo negro úmido 8 
Madeira 5 – 20 
Floresta pluvial tropical 5 – 15 
Solo nu 7 – 20 
Asfalto 5 – 10 
Lua 6 – 8 
Mar agitado 2 – 10 
Mar calmo 2 – 5 
Fonte: elaborado com base em Cuadrat, 2009; Mendonça; Danni-Oliveira, 2007. 
A capacidade de uma superfície absorver calor pode resultar em aumento 
de temperatura, como em ruas asfaltadas. Como mostra o Quadro 2, o albedo 
do asfalto é baixo, fazendo com que esse tipo de superfície absorva muito calor, 
contribuindo para o aumento de temperatura em escala de microclima e até 
mesmo mesoclima. É por conta disso que a arborização urbana é recomendada 
a fim de proporcionar temperaturas agradáveis durante as estações mais 
 
 
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quentes em cidades. Isso pode ser facilmente percebida na cidade onde você 
mora, em dias quentes e ensolarados, ao transitar por uma rua sem arborização 
e, em seguida, por uma rua com arborização. Essa vivência também é uma 
sugestão de atividade de campo que pode ser realizada com alunos do ensino 
fundamental e médio. 
5.1. Balanço da radiação 
Segundo Mendonça e Danni-Oliveira (2007), levando em consideração a 
radiação dentro do sistema Atmosfera-Terra, o balanço pode ser simplificado 
entre input (entrada) e output (saída), resultando no ajuste da temperatura e até 
mesmo nas trocas de calor dos corpos que compõem o sistema Atmosfera-Terra. 
Tendo em vista esses pressupostos, pode-se afirmar que é por meio do balanço 
de radiação médio anual para o Planeta que é aferida a interação, a troca de 
calor e a diferença entre as entradas e saídasentre tais corpos. Essa é uma 
maneira simplificada de quantificação, tendo em vista que se trata de algo 
complexo e que demanda a compreensão do ser humano. 
A Figura 2 apresenta um esquema ilustrativo do balanço energético da 
Terra, na qual é possível evidenciar a energia incidente, refletida, absorvida e 
radiada. Parte da energia proveniente do Sol é retida pela atmosfera e, de acordo 
com Ayoade (2002), cerca de 25% da radiação solar que atinge a superfície da 
atmosfera é refletida. A outra parte da energia proveniente do Sol atinge a 
superfície, sendo, então, absorvida. No entanto, essa energia absorvida pela 
superfície é novamente liberada. 
Contudo, como cada local da superfície da Terra apresenta características 
físicas específicas, como já citado anteriormente, o balanço pode se dar de 
maneira diferente em termos de percentual refletido, absorvido e radiado. 
 
 
 
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Figura 2 – Balanço energético da Terra 
Crédito: Elias Dahlke. 
Ainda, segundo Ayoade (2002), em escala diária, o balanço de radiação 
para a superfície terrestre normalmente é positivo durante o dia e negativo 
durante a noite. Em escala anual, o balanço de radiação da atmosfera é negativo, 
já o da superfície é positivo. 
Tendo em vista esses pressupostos, é pertinente citar que a interação, a 
troca de calor, a diferença entre as entradas e saídas de calor entre os corpos 
de toda Atmosfera-Terra costuma ser aferida por meio do balanço de radiação 
médio anual para o Planeta, ou seja, uma maneira simplificada de quantificação, 
tendo em vista que se trata de algo complexo e que demanda a compreensão 
do ser humano. 
Outro fenômeno que está relacionado com o balanço de energia entre 
Atmosfera-Terra é o efeito estufa. Mas como isso ocorre? Como vimos, parte da 
energia proveniente do Sol é retida pela atmosfera e a outra parte atinge a 
superfície, sendo então absorvida. Essa energia absorvida pela superfície é 
 
 
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novamente liberada, mas parte dela não consegue atingir o espaço exterior e 
acaba retida entre a atmosfera e a superfície, resultando no efeito estufa. 
Dessa forma, o aumento do efeito estufa resulta em uma alteração do 
balanço de energia entre o sistema Atmosfera-Terra, sendo que o Dióxido de 
carbono (CO2) é um dos principais componentes responsáveis pela contra 
radiação. Portanto, as atividades antrópicas são responsáveis pela 
intensificação do efeito estufa, sendo que muitos debates e acordos vêm sendo 
promovidos para minimizar as emissões de CO2 na atmosfera, visando 
desacelerar mudanças climáticas. 
NA PRÁTICA 
Pesquise as características das previsões de tempo atuais e de alguns 
meses passados, tentando correlacionar o comportamento da dinâmica 
atmosférica (as temperaturas aumentaram ou diminuíram? A pluviosidade subiu 
ou caiu? Os dias estão mais curtos ou mais longos?). Com as características da 
estação do ano em que você está passando. Acesso o site do Instituto Nacional 
e Meteorologia (INMET). 
Essa atividade tem como objetivo um primeiro contato com o acesso de 
séries de dados meteorológicos por meio de sites oficiais, bem como a 
interpretação básica dos dados, visando exercitar a compreensão do 
comportamento da atmosfera em diferentes escalas temporais. 
FINALIZANDO 
Nesta aula foram contemplados os principais conceitos que englobam a 
ciência da Climatologia. Esses conceitos vão permear toda a nossa disciplina e 
serão fundamentais para a compreensão dos conteúdos nas aulas seguintes. 
Abordamos o efeito da escala na climatologia, visando entender qual a atuação 
e consequência dos fenômenos climáticos no tempo e no espaço. 
Conhecemos também a camada de gases que envolve a Terra, a 
atmosfera, bem como suas respectivas camadas: exosfera, termosfera, 
mesosfera, estratosfera e troposfera. Esta última é a camada de maior interesse 
para os climatólogos e meteorologistas, pois é nela que ocorrem os fenômenos 
climáticos, como chuvas, ventos, ciclones, entre outros. 
Por fim, vimos que nem toda a radiação solar emitida atinge a superfície 
terrestre e que a atmosfera tem papel fundamental nessa questão. Para a melhor 
compreensão das variações de energia que ocorrem no sistema Atmosfera-
Terra, os cientistas quantificam por meio do balanço de energia. Vale destacar 
 
 
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que a intensificação do efeito estufa é resultante da alteração do balanço de 
energia do sistema Atmosfera-Terra, pois parte da energia proveniente da contra 
radiação não consegue sair da atmosfera e atingir o espaço exterior, ficando 
então presa entre a atmosfera e superfície. 
 
 
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REFERÊNCIAS 
AYOADE, J. O. Introdução à climatologia para os trópicos. 8. ed. Rio de 
janeiro: Bertrand Brasil, 2002. 
MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M. Climatologia: noções básicas e 
climas do Brasil. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. 
MONTEIRO, C. A. F. O estudo geográfico do clima. Cadernos geográficos, 
Florianópolis, n. 1, 1999.