Pressão Atmosférica

Evangelista Torricelli (1608 - 1647)

A Terra está envolvida por uma camada de ar, denominada atmosfera, constituída por uma mistura gasosa cujos principais componentes são o oxigênio e o nitrogênio. A espessura dessa camada não pode ser perfeitamente determinada, porque, à medida que aumenta a altitude, o ar se torna muito rarefeito, isto é, com pouca densidade. O ar, sendo composto por moléculas, é atraído pela força de gravidade da Terra e, portanto, tem peso. Se não o tivesse escaparia da Terra, dispersando-se pelo espaço. Devido ao seu peso, a atmosfera exerce uma pressão, chamada pressão atmosférica, sobre todos os objetos nela imersos.

Diversas experiências podem ser realizadas para demonstrar a existência da pressão atmosférica, todavia, a mais famosa é a dos Hemisférios de Magdeburgo: tomando-se duas calotas hemisféricas que se ajustam perfeitamente e extraindo-se o ar de seu interior, quando ajustadas uma à outra perfeitamente, é necessária uma força muito grande para separá-las. É que a pressão atmosférica, que se exerce apenas de fora para dentro, mantém unidos os hemisférios. O valor da pressão atmosférica pode ser medido com uma experiência idealizada pelo físico italiano Evangelista Torricelli: Pegamos um tubo de vidro de 1m de comprimento, fechado numa das extremidades, e o enchemos completamente com mercúrio. Fechamos com o dedo a extremidade aberta, invertemos o tubo e o imergimos num frasco que também contém mercúrio. Ao retirar o dedo, observamos que o tubo não se esvazia completamente. O mercúrio nele contido escoa para o frasco até que o desnível atinja cerca de 76cm.

É a pressão atmosférica que impede que o tubo se esvazie até o fim. Ela comprime a superfície exposta do mercúrio e, desse modo, sustenta o líquido que ficou no interior do tubo. A pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude. Isso ocorre porque o peso do ar sobre as camadas elevadas da atmosfera é menor do que aquele que age sobre as camadas mais baixas. Por exemplo, a pressão atmosférica na cidade do Rio de Janeiro é maior que a pressão atmosférica em Belo Horizonte. Sobre o Rio de Janeiro, ao nível do mar, a coluna de ar é maior que sobre Belo Horizonte, situada numa maior altitude (836 metros). Ao nível do mar, a pressão atmosférica é, em média, de 76 cm de mercúrio.

Em todos os planetas que possuem atmosfera, existirá uma pressão atmosférica com um certo valor. Na Lua, não havendo atmosfera, não haverá, consequentemente, pressão atmosférica.

Barômetro

Os instrumentos destinados a medir a pressão atmosférica chamam-se barômetros. Existem dois tipos: os de mercúrio, baseados na experiência de Torricelli, e os metálicos que utilizam as deformações provocadas pela pressão atmosférica numa caixa de metal em cujo interior foi feito vácuo. Quando a pressão externa se altera, a caixa metálica se deforma; essa deformação é transmitida a um ponteiro que se desloca sobre uma escala graduada.

Fonte: www.saladefisica.com.br

Pintar telhados faz bem ao planeta

Pintar telhados e paredes de branco faz bem para o planeta e diminui a temperatura dentro de casa em até 5°C.

Apesar dos telhados cobertos por vegetação serem mais eficientes (por cobrirem uma área de exposição ao sol bem maior), para quem não pode ter um telhado assim, muros verdes também produzem um efeito parecido, se não conseguir colocar vegetação no telhado, tente colocar nos muros!

Neste caso, para o telhado, temos uma alternativa, ela não é tão eficiente como a outra, mas ajuda...

Se você viu o filme “Uma Verdade Inconveniente”, do Prêmio Nobel da Paz, Al Gore, sabe que a cor branca dos pólos reflete de 80 a 90% da luz solar. Quando derretem, acabam com o mesmo índice de reflexão do oceano: 8%, em média. Ou seja, quanto mais os pólos derretem, mais eles próprios contribuem para o aquecimento global. Aplicando essa teoria, podemos traçar um paralelo para a realidade de sua casa. Não dá para trazer a neve para sua casa, certo? Então, por que não trazer a cor branca? Pintar telhados e paredes de branco pode fazer com que até 90% da luz incidente seja refletida, já que a tinta dessa tonalidade rebate de 50 a 90% dos raios solares. O professor de Física das Construções da USP, Racine Prado, diz que: “O branco refletivo ou o aluminizado refletem 90% da radiação solar. Com as superfícies externas da casa pintadas de branco, menos calor penetra na casa e a temperatura interna pode variar até 5°C”. No mínimo, você ganha em conforto térmico e usa menos ar-condicionado.

OBS: A tinta vermelha ou marron só reflete de 20 a 35% e as cores laranja e cinza ficam na média dos 50 e 30% respectivamente.

Para quem achou colocar vegetação no telhado difícil ou trabalhoso, está alternativa é bem mais fácil de fazer. Vamos fazer a nossa parte!!!

Precisamos fazer logo, demorei a achar uma foto...

Fonte: Revista Superinteressante.

Previsão do Tempo e do Clima

Como podemos saber o que vai acontecer com o tempo?

Antes de prever o que vai acontecer, é necessário conhecer e entender o comportamento do tempo e suas causas. O tempo pode ser considerado como o assunto mais freqüentemente discuto no dia a dia. Influencia nosso modo de vida e até o modo como nos sentimos Ao longo dos séculos, observadores do céu e dos ventos tais como navegadores pastares e agricultores, acumularam certos conhecimentos práticos que tornaram possível a previsão de algumas mudanças iminentes do tempo.

Como se formam as nuvens? As nuvens parecem surgir do nada, mas, na verdade, o ar contém vapor d'água, resultado da evaporação, e minúsculas partículas como poeira, fumaça e sal, suficientemente leves para permanecerem suspensas no ar. A condensação e a sublimação do vapor d'água ocorrem em torno dessas minúsculas partículas, que são chamadas de núcleos de condensação. Se não fosse por essas impurezas, seria necessária uma umidade muito grande para formar as nuvens. A quantidade de vapor d'água no ar varia com a temperatura, quanto mais quente, maior a quantidade de vapor, sem que comece a ocorrer condensação. A temperatura a partir da qual o vapor d'água começa a condensar é chamada de ponto de orvalho. Quando o ar atinge a máxima quantidade de vapor d'água que é capaz de conter, dizemos que atingiu o ponto de saturação ou que está saturado. Quando ocorre elevação de ar úmido, o resfriamento pode levar o ar à saturação. Após a saturação, qualquer resfriamento adicional produzirá a condensação ou a sublimação do vapor d'água, formando gotículas de água e cristais de gelo. Se a temperatura é suficientemente baixa, ocorre a sublimação, ou seja, o vapor d'água passa diretamente a cristais de gelo. Essas gotículas de água e cristais de gelo são freqüentemente muito pequenas e permanecem em suspensão formando as nuvens.

A precipitação ocorre quando algumas gotículas ou cristais de gelo da nuvem crescem até um tamanho suficientemente grande para cair sob a ação da gravidade. Este crescimento pode acontecer de várias formas. Um processo que ocorre usualmente é a coalescência, ou seja, a união de gotículas que colidem, devido à turbulência no interior da nuvem. A gotícula resultante sofre menor resistência do ar e cai mais rapidamente, colidindo com gotículas menores em seu caminho, incorporando-as e continuando a crescer. Essa gotícula passa a se chamar gota de chuva quando deixa a base da nuvem.

O que provoca o vento? O vento é o resultado da movimentação do ar, que ocorre devido às diferenças de pressão atmosférica. Em locais com pressão mais baixa, as moléculas do ar estão mais afastadas, enquanto que, em regiões de pressão mais alta, elas estão mais próximas. A atmosfera está sempre tentando estabelecer o equilíbrio entre as áreas de maior e menor concentração de moléculas, por isso o ar move-se das altas para as baixas pressões. Esse movimento é o que percebemos como vento.

Exemplo de formação de ventos

A EVOLUÇÃO ATRAVÉS DOS TEMPOS

Até o inicio do século XIX, o modo de encarar o tempo era uma curiosa mistura de senso comum e superstição, e incluía milhares de regras, ditados esquisitos e provérbios. O senso comum era baseado nas conexões evidentes entre ventos, nuvens e o tempo. Eram escolhidas rimas para colocar essas observações na forma de ditados e provérbios. Muitos desses ditados foram originados com os pregos e incrementados com exageros através da Idade Média. Durante as grandes navegações, no final do século XV, os marinheiros ampliaram bastante esse senso comum para dar conta dos diferentes sistemas de vento e dos padrões de tempo que encontraram ao redor do mundo.

Através dos séculos, marinheiros, agricultores e outros tentaram fazer previsões baseadas no conhecimento e crenças de sua época e nas suas observações pessoais. No entanto essas previsões eram freqüentemente mal sucedidas. Como não havia comunicações adequadas, os observadores não sabiam o que estava acontecendo além do horizonte e normalmente eram surpreendidos por tempestades que chegavam sem muito aviso. Isso mudou com a invenção do telégrafo e o nascimento da previsão sinóptica no século XIX. A previsão sinótica consiste na rápida obtenção e análise de observações do tempo feitas no mesmo horário na maior quantidade de localidades possível. Em 1849, foi estabelecida uma rede meteorológica ligada por telégrafo nos Estados Unidos. Os dados eram coletados por voluntários e era preparado um mapa sinóptico, diariamente, com os dados coletados no mesmo horário em todas as localidades observadas. Em 1857, uma rede meteorológica criada na França recebia dados de toda a Europa. Em 1861, na Grã-Bretanha, Robert FitzRoy criou um serviço de aviso de tempestades para a Marinha. Inicialmente, foi um grande sucesso e FitzRoy passou a disponibilizar suas previsões nos jamais. Mas, à medida que ocorriam os inevitáveis erros decorrentes do método utilizado e da falta de precisão das observações, criticas sarcásticos e severas do público e dos cientistas tornavam-se constantes. Tomado por grande depressão, FitzRoy cometeu suicídio em 1865. Essas tais criticas sarcásticos foram uma praga para os provisores que se seguiram.

Apesar das criticas, a previsão sinóptica foi ganhando cada vez mais força, a partir de 1860, com a formação de organizações meteorológicas nacionais em vários países. As duas grandes guerras mundiais forçaram os governantes a despender grandes esforços para monitorar e prever o tempo, pois as suas variações podiam ter grande influência no desenrolar das batalhas. O progresso da Meteorologia foi muito favorecido pela tecnologia desenvolvida durante a guerra. São resultado desse desenvolvimento tecnológico as radiosondas, balões carregando instrumentos meteorológicos e transmitindo, via rádio, os dados das camadas de ar acima do solo, e os radares, utilizados na guerra para rastrear aeronaves inimigas e a chuva. Após a Segunda Grande Guerra, surgiram também os primeiros satélites artificiais. Com o uso de satélites, foi possível visualizar as nuvens e as tempestades a partir do espaço. Os meteorologistas ficaram extasiados.

Atualmente, a Meteorologia é uma ciência muito entrosada com a Física e com a Matemática. Uma enorme evolução da previsão de tempo ocorreu com o surgimento da previsão numérica, baseada em modelos que representam o movimento e os processos físicos da atmosfera. Através de equações com os valores do estado inicial da atmosfera, pode-se obter projeções para o futuro. Para resolver essas equações, são utilizados supercomputadores que estão longe do que conhecemos para uso doméstico.

A idéia da previsão através de processos numéricos de resolução de equações que representem o comportamento da atmosfera foi publicada pela primeira vez por Lewis Richardson, um matemático britânico, em 1922. Richardson levou muitos meses para fazer os cálculos necessários para produzir uma previsão para 24 horas no futuro. Mas as mudanças de pressão previstas por ele foram entre 10 e 100 vezes maiores do que as que realmente ocorreram, e já haviam ocorrido há muito tempo quando ele terminou a previsão! O trabalho de Richardson, além de pioneiro, revelou os obstáculos que precisavam ser superados: um enorme número de cálculos tinham que ser feitos rapidamente, os dados que representavam o estado inicial da atmosfera eram inadequados, os modelos eram representações muito rudimentares da atmosfera, e os problemas com as técnicas matemáticas podiam resultar em pequenos erros que iam crescendo durante os cálculos. Quanto ao problema com a velocidade dos cálculos, Richardson estimou que para terminar as previsões antes dos fenômenos acontecerem seriam necessários 64.000 matemáticos equipados com calculadoras. Os computadores eletrônicos trouxeram a solução para o problema dos cálculos. Em 1950, foi feita, nos Estados Unidos, a primeira previsão numérica de tempo relativamente bem sucedida. O computador utilizado era gigantesco e ocupava toda uma sala. A partir de 1955, as previsões por computadores passaram a ser executadas regularmente nos Estados Unidos. Inicialmente, eram no máximo um pouco melhores que as tradicionais, mas foram melhorando rapidamente graças ao aparecimento de computadores cada vez mais rápidos, que permitiam o uso de modelos mais complexos, representando cada vez melhor a atmosfera. Paralelamente a essa evolução, houve a melhoria no conhecimento do estado inicial com o aumento progressivo na quantidade e qualidade dos dados inicia principalmente a partir do surgimento da Organização Meteorológica Mundial (WMO. World Meteorological Organization) em 1963.

Os computadores para previsão de tempo, além de serem "pesas pesados" em termos de velocidade de cálculos, precisam ter grande capacidade de memória. Esses supercomputadores realizam mais de um bilhão de contas por segundo!

PREVISÃO DE CLIMA

Previsão climática é uma estimativa do comportamento médio da atmosfera com um mês ou alguns meses de antecedência. Atualmente, para se fazer esse tipo de previsão, os Meteorologistas utilizem dois métodos, o estatístico e o dinâmico.

O Método Estatístico, com equações matemáticas e conceitos de estatística, utiliza um programa de computador chamado modelo estatístico, que, através de uma correlação entre duas ou mais variáveis, estima o prognóstico de uma delas. Já o Método Dinâmico, com equações matemáticas e conceitos físicos, utiliza um programa chamado modelo dinâmico. Esse modelo, através de equações físicas, simula os movimentos atmosféricos para prever os acontecimentos futuros.

Resultado ilustrativo de modelo

Desde 1995 o CPTEC/INPE é o único Centro Meteorológico na América Latina que operacionalmente produz previsões numéricas de tempo e clima para o Brasil e para o globo. Essas previsões são de grande importância para a tomada de decisões do governo federal em relação à agricultura e ao auxilio às populações que sofrem, por exemplo, com a seca no Nordeste.

O CPTEC vem experimentando a previsão de longo prazo, de um a três meses, empregando o seu modelo dinâmico, com resultados promissores. Alem de obter as previsões de tempo e clima, o CPTEC recebe e processa dados climatológicos do Brasil e do mundo para monitorar a situação climática.

TIPOS DE NUVENS

CUMULUS HUMILIS

Cumulus é uma nuvem típica de verão. Quando o sol aquece a superfície, bolhas de ar morno sobem do solo, como balões de ar quente invisíveis. A um quilômetro ou mais acima da superfície, o vapor das bolhas se condensa em gotículas de água, formando pequenas nuvens que parecem flocos de algodão. Nuvens de Cumulus pequenas, com até 100 metros de extensão, indicam bom tempo durante o resto do dia. As nuvens de Cumulus se dissolvem à noite, quando cessa o aquecimento pelo sol.

Cumulus humilis

CUMULUS CONGESTUS

Em uma atmosfera fria e úmida, as nuvens de cúmulos podem crescer e chegar a mais de 100 metros de extensão. O crescimento das nuvens continua desde que elas estejam mais quentes que o ar ao seu redor. As nuvens adquirem gradualmente a forma de uma couve-flor e alcançam posições mais e mais altas no céu. Se as nuvens adquirirem esse aspecto antes de meio dia, pode-se esperar pancadas de chuva à tarde.

Cumulus congestus

Fonte: www3.cptec.inpe.b

Trovões

Os trovões

As ondas sonoras geradas pelo movimento das cargas elétricas na atmosfera são denominadas trovões. Resultado do aumento da temperatura do ar por onde o raio passa, os trovões podem ser perigosos, nas proximidades de onde o fenômeno acontece. Entretanto, na maioria dos casos, causam apenas medo aos mais sensíveis.

Formação

O trovão é uma onda sonora provocada pelo aquecimento do canal principal durante a subida da Descarga de Retorno. Ele atinge temperaturas entre 20 e 30 mil graus Celsius em apenas 10 microssegundos (0,00001 segundos). O ar aquecido se expande e gera duas ondas: a primeira é uma violenta onda de choque supersônica, com velocidade várias vezes maior que a velocidade do som no ar e que nas proximidades do local da queda é um som inaudível para o ouvido humano; a segunda é uma onda sonora de grande intensidade a distâncias maiores. Essa constitui o trovão audível.

Características

Os meios de propagação dos trovões são o solo e o ar. A freqüência dessa onda sonora, medida em Hertz, varia de acordo com esses meios meios, sendo maiores no solo. A velocidade do trovão também varia com o local onde se propaga. O trovão ocorre sempre após o relâmpago, já que a velocidade da luz é bem maior que a do som no ar.

O que escutamos é a combinação de três momentos da propagação da descarga no ar: primeiro, um estalo curto (um som agudo que pode ensurdecer uma pessoa) gerado pelo movimento da Descarga de Retorno no ar. Depois, um som intenso e de maior duração que o primeiro estalo, resultado da entrada ou saída da descarga no solo e por último, a expansão de sons graves pela atmosfera ao redor do canal do relâmpago. Podemos ter uma percepção do som diferente, mas essa ordem é a mesma. Por isso, é muito perigoso ficar próximo ao local de queda de um relâmpago.

A energia acústica ou energia sonora gasta para provocar esses estrondos é proporcional a freqüência do som. A maior parte dela, cerca de 2/3 do total, gera os trovões no solo e o restante (1/3) provoca som do trovão no ar. Mesmo assim, eles costumam ser bem violentos, como podemos perceber.

Por causa da freqüência, os trovões no ar são mais graves (como batidas de bumbo). Aqueles estalos característicos dos trovões, os sons bastante agudos, além de dependerem da nossa distância à fonte, se relacionam com as deformações do canal e de suas ramificações. Quanto mais ramificado o canal, maior o número de estalos no trovão. Se o observador estiver próximo do relâmpago (a menos de 100 metros, por exemplo) o estalo será parecido a de uma chicotada. Isso está associado a onda de choque que antecede a onda sonora.

Duração

A duração dos trovões é calculada com base na diferença entre as distâncias do ponto mais próximo e do ponto mais afastado do canal do relâmpago ao observador. Por causa dessa variação de caminhos, o som chega aos nossos ouvidos em instantes diferentes. Em média, eles podem durar entre 5 e 20 segundos.

Fonte: www.ufrrj.br

Trovões

O Relâmpago e o Trovão

Durante a formação de uma tempestade, verifica-se que ocorre uma separação de cargas elétricas, ficando as nuvens mais baixas eletrizadas negativamente, enquanto as nuvens mais altas se eletrizam positivamente. Várias experiências realizadas por pilotos de avião voando perigosamente através de tempestades, comprovaram a existência desta separação de cargas.

Podemos concluir que existe, portanto, um campo elétrico entre as nuvens mais baixas e mais altas. A nuvem mais baixa, carregada negativamente, induz na superfície terrestre uma carga positiva , criando um campo elétrico entre elas.

À medida que vão avolumando as cargas elétricas nas nuvens, a intensidade destes campos vão aumentando, acabando por ultrapassar o valor da rigidez dielétrica do ar..

Quando isso acontece, o ar torna-se condutor e uma enorme centelha elétrica

( relâmpago ) salta de uma nuvem para outra ou de uma nuvem para a Terra

Esta descarga elétrica aquece o ar, provocando uma expansão que se propaga em forma de uma onda sonora que chega diretamente da descarga, como também pelas ondas refletidas em montanhas, prédios, etc. (Figura abaixo)

Fonte: educar.sc.usp.br

Desertos

Os Desertos cobrem cerca de 31 milhões de km2 da superfície terrestre. a maior parte dessa área está compreendida na região do Saara e cerca de 2,6 milhões de km2 se acham no deserto do centro da Austrália, que é menos conhecido, porém maior que o deserto arábico.

Nos Desertos quentes do tipo saariano, entre os quais se inclui o australiano, a temperatura durante o dia pode chegar a mais de 49ºC no verão (57ºC no deserto de Darakil, na Etiópia); as noites, por outro lado, são frias ou quase geladas. Nas zonas temperadas da Terra, de espaço a espaço ocorrem grandes áreas desérticas.

Entre esses Desertos estão o de Atacama, no litoral chileno, o do sudoeste norte-americano e sobretudo o de Gobi, no norte da China.

Todos os Desertos são grandes áreas de areia (dunas) ou rochas (planaltos) sem irrigação.

A maior parte da água pluvial que ocorre nessas regiões é absorvida pela areia ou se evapora sob a ação de ventos secos. somente nas franjas externas dos Desertos se encontra alguma vegetação esparsa. Essa flora abrange plantas cujas raízes permanentes se cobrem de brotos depois de cada chuva e de cactos que armazenam água em seus ramos grossos e espinhosos. Essa vegetação oferece suprimento de água minguado e incerto para a fauna desértica.

Os animais estão protegidos contra a perda de água por sua pele sem poros (é o caso de artrópodes e répteis) ou pela ausência de glândulas sudoríparas (como ocorre com os esquilos terrestres da África). A maior parte desses animais (com exceção das aves migratórias) se refugia do calor e do frio enterrando-se na areia. Um metro abaixo da superfície, a temperatura é de 20ºC, não importa se a da superfície é de 60º ou 30ºC.

Os roedores só deixam suas tocas no princípio da noite e voltam quando a noite está fria. nos Desertos temperados alguns animais têm hábitos noturnos no verão e diurnos no inverno.

Grandes mamíferos não existem ou são muitos raros: algumas gazelas e antílopes, além do camelo, com sua temperatura corporal variável e seu dom de armazenar água.

O impacto do homem sobre o deserto tem sido pouco significativo: algumas construções, uma ou outra trilha ou estrada e, mais recentemente, poços de petróleo. O horizonte muda pouco de uma geração para outra.

Mas os Desertos vão absorvendo pouco a pouco as planícies limítrofes.

Regiões hiperáridas, áridas e semi-áridas que ocupam mais de um terço da superfície terrestre – cerca de 50.000.000 km². O deserto do Saara (localizado no norte da África), o maior de todos, com 8.600.000 km², corresponde aproximadamente ao tamanho do Brasil e se estende pelo território de dez nações: Argélia, Chade, Egito, Líbia, Mali, Marrocos, Mauritânia, Níger, Tunísia e Sudão.As áreas desérticas do mundo têm crescido anualmente, por causa de fatores naturais e da ação do homem.

Características gerais

Os Desertos possuem índices pluviométricos baixíssimos: menos de 100 mm de chuva anuais nas porções hiperáridas, menos de 250 mm nas partes áridas e entre 250 mm e 500 mm nas regiões semi-áridas.

A grande maioria dos Desertos do mundo é quente, mas existem também alguns Desertos frios.

Podem ser de dunas de areia, como o Takli Makan, no norte da China; de montanhas rochosas, como Gobi, situado entre a Mongólia e o nordeste da China; ou mistos, formados por uma combinação de dunas e montanhas. São poucas as espécies animais e vegetais adaptadas à escassez de água. Entre os animais destacam-se alguns mamíferos – como o camelo –, répteis e aracnídeos. Os tipos de vegetação mais freqüentes nas áreas desérticas são as estepes e a caatinga.

Desertos quentes

Caracterizam-se pelos contrastes térmicos entre o dia, extremamente quente, com temperatura que pode atingir mais de 50°C, e a noite, bastante fria em virtude da baixa umidade relativa do ar e da irradiação do calor para a atmosfera.

A maior parte dos Desertos quentes do mundo, como o Saara e o Kalahari, no sudoeste da África, concentra-se ao longo dos trópicos de Câncer, no hemisfério norte, e de Capricórnio, no hemisfério sul. Essas regiões são propícias à aridez porque se localizam em zonas de alta pressão, onde o ar permanentemente seco impede a ocorrência de chuva. Já os Desertos costeiros, como o da Namíbia, no sudoeste da África, e o Atacama, no norte do Chile, se originam da presença de correntes oceânicas frias, que inibem as precipitações. O Atacama é o recordista mundial em aridez: durante 45 anos, entre 1919 e 1964, não recebeu uma gota de chuva.

Há também Desertos próximos das cadeias montanhosas, que retêm a umidade, impedindo as precipitações. Um exemplo é o deserto da Grande Bacia, no sudoeste dos EUA.

Desertos frios

Apresentam temperatura média anual inferior a 18°C. Resultam dos mesmos fatores que originam os Desertos quentes, mas são frios porque se localizam em regiões de média latitude (entre 40°C e 60°C). A aridez da Patagônia (sul da Argentina) e do deserto de Gobi, por exemplo, decorre da existência de cordilheiras. No caso de Gobi, a continentalidade, ou seja, a distância dos oceanos, também contribui para a falta de chuva.

Fonte: www.achetudoeregiao.com.br

Desertos

As áreas atingidas

Com tudo isso que acabamos de ver, é demasiadamente difícil imaginar a escala em que a expansão dos desertos está acontecendo. Entretanto, nos é possível obter alguns dados aterradores:

Um terço das terras emersas do planeta é árida ou semiárida, abrigando mais de 600 milhões de pessoas. Mais da metade delas está diretamente sujeita à desertificação.

A areia do deserto cobre esta rua numa aldeia do Chade.

A expansão dos desertos ocorre no mundo todo e afeta dois terços das nações da Terra. Não está limitada aos países em desenvolvimento, embora eles possam ser os mais atingidos por seus efeitos. Nos Estados Unidos, Canadá e México, estima-se que uma área de 10,5 milhões de km', maior que todo o continente africano ao sul do Saara (6,9 milhões de km²), esteja se tornando um deserto.

Os efeitos sobre as pessoas

A expansão dos desertos afeta as pessoas – em geral populações pobres da área rural, sem recursos e com pouca ou nenhuma terra. Talvez essa expansão comece por causa da falta de chuvas ou, quem sabe, devido ao empobrecimento gradual do solo, por ser tão exigido pela população. As sa&as falham, e o gado começa a morrer de fome ou de doenças. Os animais que sobrevivem são obrigados a buscar áreas maiores para sua alimentação, maltratando a terra; fazendeiros são forçados a irrigar terras montanhosas ou áreas antes consideradas inférteis demais para o cultivo; árvores são cortadas para fornecer forragem aos animais famintos; o vento começa a levar o solo seco e o deserto se espalha.

A adversidade, no entanto, está apenas começando. Eventualmente, as pessoas também precisam mudar-se, do contrário, poderão morrer de fome. Muitas ficam nos campos; outras vão para a cidade ou mesmo para outros países; algumas não conseguem chegar a lugar nenhum. Mesmo na cidade não há fim para o sofrimento: há falta de emprego, pouca comida, moradias miseráveis, excesso de população, condições anti-higiênicas e doenças. Esse é o resultado da expansão dos desertos para o homem.

Por que os desertos se expandem

Este capítulo analisa mais detalhadamente algumas das causas da desertificação e como elas se combinam para transformar uma situação já bastante difícil em outra impossível.

Mulheres triturando painço, no Mali, oeste africano. O painço, uma cultura tradicional, está adaptado para crescer em condições de semi-aridez.

Safras excessivas esgotam o solo

Embora as terras áridas e semiáridas sejam férteis, elas têm somente uma fina camada de húmus. Isso significa que não possuem grande quantidade de matéria orgânica (restos de plantas e resíduos animais). No passado, após quatro ou cinco anos de safras seguidas, a terra era deixada em pousio ou usada como pastagem para o gado por alguns anos. Durante esse tempo, o solo estaria protegido por uma cobertura vegetal, nutrientes vitais poderiam formar-se e a camada de húmus aumentaria.

Esse não era o único meio que os fazendeiros usavam para proteger a si mesmos e a suas terras. Diferentes plantações eram cultivadas para reduzir os riscos de um fracasso total nas colheitas; eram usadas espécies resistentes à seca, como o sorgo e o painço; esterco do gado criado por pastores nômades ajudava a recuperar o solo esgotado; cereais poderiam ser trocados, numa espécie de comércio, por carne. Além disso, havia também pequenas quantias de dinheiro que passavam de mão em mão continuamente.

Um mercado no Marrocos. Freqüentemente circula pouco dinheiro, pois os animais são trocados por grãos ou vegetais. É importante compreender que estes animais são, muitas vezes, a única forma de riqueza que os pastores produzem.
Métodos como esses foram desenvolvidos por milhares de anos para fazer o melhor uso dos animais e plantas disponíveis, que desenvolveram meios de sobrevivência.

O fator humano

Nos últimos anos, as populações humanas cresceram muito em diversos países do mundo. Mais pessoas precisam de alimento, e isso significa que mais terras serão cultivadas ou aquelas já existentes serão cultivadas com maior intensidade. Como resultado, não serão aplicados os métodos tradicionais de agricultura; extensões de terras poderão diminuir ou mesmo desaparecer; áreas mais secas, adequadas a pastagens, serão usadas para o cultivo. Com isso, a fertilidade do solo cai e, portanto, ao invés de mais alimento, produz-se menos.

Culturas para exportação

Muitas culturas para exportação têm de ser mantidas usando-se fertilizantes e pesticidas.
Até que ponto o agricultor está protegido contra os pesticidas?

Quando você toma chá ou café, come chocolate, banana, amendoim ou veste uma camiseta de algodão, talvez esteja contribuindo, indiretamente, para a expansão dos desertos.

Como? Todos os países precisam exportar para pagar as mercadorias que compram de outras nações. Alguns plantam produtos agrícolas que interessam aos outros países, mas que não são utilizados por eles mesmos. São as chamadas culturas para extração. Muitas vezes, um país pode exportar alimentos, enquanto seu povo passa fome. Por exemplo, durante a escassez no Sahel, nos anos 70, as exportações de itens alimentares cresceram, enquanto a população do país morria de fome. Uma situação similar ocorre no México, onde 80% das crianças da área rural estão subnutridas, enquanto o gado ingere mais grãos que a população inteira. Ironicamente, os animais são criados basicamente para exportação e terminam em hambúrgueres nos países ricos, como os Estados Unidos.

A erosão no Quênia é o resultado do excesso de pastagem.
Agora a terra está estéril e as chuvas lavam-na rapidamente, formando profundos sulcos.

Nas melhores terras, muitas vezes, fazem-se culturas para exportação. Isso pode obrigar pequenos agricultores a trabalhar para os grandes proprietários ou a mudar-se para terras mais pobres. Além disso, as culturas para exportação geralmente não estão adaptadas ao clima e ao solo do lugar, sendo necessário o uso de fertilizantes e pesticidas. Quando os produtos químicos são usados em excesso, o solo sofre as conseqüências. Enquanto isso ocorre, as terras mais pobres, tendo de alimentar cada vez mais pessoas, transformam-se com maior rapidez em desertos.

É fácil verificar que sistemas como esses são injustos, mas também bastante complexos. Freqüentemente, os países envolvidos têm dívidas com as nações ricas da Europa e da América do Norte e necessitam desesperadamente de moedas fortes, como o dólar, para pagar suas contas. É importante entender que a expansão dos desertos não é somente uma questão de superpopulação ou de problemas climáticos; é também uma questão política.

Fonte: www.meusestudos.com

A formação de um arco-íris envolve dois fenômenos básicos da óptica geométrica: A REFLEXÃO e a REFRAÇÃO da luz.

O aparecimento das cores do arco-íris ocorre quando a luz branca irradiada pelo sol penetra nas gotículas de água suspensas na atmosfera. A luz ao mudar de meio de propagação, no caso do ar para a água, sofre refração que neste caos é acompanhada de um desvio do raio de luz.

O desvio sofrido pelo raio de luz é diferenciado para cada cor sendo o maior para a luz de cor violeta e o menor para a luz vermelha, isto causa a decomposição da luz branca em suas cores fundamentais. Os raios que surgem da decomposição da luz branca são refletidos internamente nas paredes das gotículas retornando á atmosfera, formando assim o arco-íris.

Vê-se o arco-íris apenas quando chove e ao mesmo tempo à sol, e sempre que o sol se ache ao lado oposto ao observador. O sol, à vista do observador e o centro do arco devem estar em linha reta. Se o sol está a mais de 42 graus sobre o oriente, o arco-íris não é visível. Em conseqüência, o arco-íris somente é visto de manhã cedo e ao cair da tarde. De tarde, porque o sol brilha a oeste e chove a leste do observador e de manhã, porque chove a oeste do observador e o sol, brilha a leste. Nunca surgindo ao meio-dia.

Vemos ás vezes pequenos arco-íris na poeira da água lançada por uma cascata, e até mesmo ao regar um gramado.

O arco-íris primário corresponde a uma reflexão interna dos componentes da luz: vermelho em R1 e o violeta em V1; o arco-íris secundário tem origem em raios que passavam por uma segunda reflexão interna, como acontece em R2 e V2.

Fonte: www.fisica.net

Arco-Íris

As cores do arco-íris

Em seu livro sobre a Óptica, Newton explica a origem das cores do arco-íris. Esse belo fenômeno acontece quando o sol está relativamente baixo, em um lado do céu, e no outro lado existem nuvens escuras de chuva. Para entender como surge o arco-íris vamos ver o que acontece com um raio de luz do sol que incide sobre uma gota de água que está na nuvem. Esse raio se dispersa em suas cores componentes e cada componente se desvia de um ângulo diferente. Para simplificar, vamos examinar apenas as componentes vermelha e violeta. Como já sabemos, a componente violeta se desvia mais que a vermelha. Depois de percorrer um pequeno trecho, cada raio chega à superfície interna da gota. Nessa superfície, uma parte do raio de luz sai da gota mas outra parte se reflete e continua na gota até atingir de novo a superfície. Nesse ponto, parte da luz sai da gota, desviando-se novamente. É essa luz que, eventualmente, pode chegar a seus olhos. Ao sair da gota, o ângulo da componente violeta com a direção do raio de sol é MENOR que o ângulo da componente vermelha.

É fácil ver, portanto, que a luz de cada cor que chega a seu olho foi desviada por gotas de alturas diferentes. A luz violeta que atinge seu olho foi desviada por uma gota mais baixa, enquanto que a luz vermelha foi desviada por outra gota mais alta. Isso explica a ordem das cores no arco-íris: o vermelho fica na parte de fora do arco. Nesse desenho mostramos os raios do Sol penetrando horizontalmente mas o resultado é semelhante, mesmo se eles vierem em outra direção.

As cores vistas em ângulos diferentes.

Se a luz do Sol vier na horizontal, isto é, se o Sol estiver bem baixo no horizonte, o ângulo entre o arco e a horizontal é 42°, aproximadamente, um pouco maior para o vermelho e um pouco menor para o violeta. É claro que essa condição é satisfeita para todos os pontos em um cone com vértice no olho do observador e semi-ângulo igual a 42°. Essa é a razão pela qual vemos um arco. Quanto mais alto o Sol estiver, menor a parte visível do arco. Se o Sol estiver mais alto que 42°, o arco não é visto pois fica abaixo do horizonte.

O arco, na verdade, é formado pelo desvio e dispersão da luz do Sol em um número enorme de gotas. Só algumas dessas gotas desviam a luz na direção de seus olhos. Outra pessoa a seu lado verá a luz desviada por outras gotas diferentes, isto é, verá outro arco-íris. Cada um vê seu arco-íris particular e cada um está no vértice de seu próprio arco-íris.

Qual é a distância do arco-íris até você? Qualquer uma, pois qualquer gota situada nas laterais do cone que tem seu olho no vértice pode contribuir para seu arco-íris. As gotas podem estar até bem perto de você, como acontece quando você vê um arco-íris formado pela água espalhada por um dispersor de jardim.

Fonte: www.seara.ufc.b

CHUVAS

A energia que faz a chuva vem do sol.

Esquenta e ilumina o planeta provocando evaporação das águas, fotossíntese e evapotranspiração das plantas, etc.

Esta umidade vai sendo acumulada no ar.

A simples existência do calor do sol provoca movimentação das massas de ar formando alguns tipos de ventos, e a radiação solar diferenciada pelo giro da terra forma outros, que se misturam e interagem.

Uma quantidade imensa de água paira invisível sobre nossas cabeças.

Está em toda parte, inclusive entre seus olhos e a tela do seu computador.

Entra e sai de nossas narinas, etc..

Esta água é denominada umidade relativa do ar.

É ela que, sob certas circunstâncias, forma nuvens e depois cai sob a forma de chuva.

A umidade relativa do ar

A umidade do ar é dita relativa, porque se relaciona com a temperatura do ar.

Isto se dá de forma diretamente proporcional, ou seja:

Quanto maior a temperatura do ar,
maior sua capacidade de conter umidade

É fácil percebermos se está alta ou baixa, pendurando roupa úmida no varal, à sombra.

Se a roupa secar logo, é porque "coube" facilmente mais umidade no ar, ou seja, o ar estava com baixa umidade relativa

É importante considerar a velocidade do vento, que quanto maior, tanto mais renova o ar que passa imediatamente próxima ao tecido, apressando a evaporação da água.

Um dos aparelhos utilizados para medir a umidade relativa, a que dá-se o nome de psicrômetro, consta simplesmente de dois termômetros iguais, mas um deles tem um cadarço úmido envolvendo o seu bulbo. (A outra ponta do cadarço está num pequeno vaso com água, para que todo o cadarço permaneça úmido).

Seu princípio físico de funcionamento é mais ou menos assim: quando a água vai evaporando do cadarço, passa de estado líquido (do cadarço) para o estado gasoso (para o ar). Nesta passagem de estado, há um consumo de energia térmica.

Este mesmo processo é utilizado por algumas espécies de animais, para que possam perder calor, o que chamamos comumente de suor.

Para se saber então, a umidade relativa do ar naquele momento, basta que se tome a diferença de temperatura entre os dois termômetros, e se confira o resultado em uma tabela pré-estabelecida que relaciona a temperatura com a umidade.

Daí, obtemos a chamada Umidade Relativa do Ar.

A formação das nuvens

As nuvens se formam pela perda da capacidade do ar de conter umidade.

Isto ocorre normalmente, quando massas de ar que estão com alta umidade relativa, sofrem resfriamento.

Na atmosfera, isto se dá normalmente pela elevação destas massa de ar.

Ao subir, o ar vai se expandindo pela diminuição da pressão atmosférica.

Esta expansão, desconcentra calor, resfriando-o.

À medida que o ar vai se resfriando, ele vai perdendo a capacidade de conter umidade, ou seja, sua umidade relativa vai aumentando até chegar a 100% da sua capacidade.

Daí para frente, a umidade começa a aparecer sob a forma de pequenas gotículas de água que pairam no ar, levadas pelos ventos.

Quando o fenômeno ocorre a certa altura, chamamos de nuvem, quando está próximo do chão, chamamos de neblina, serração, névoa, etc..

Se o processo continuar se intensificando, haverá a precipitação da umidade em forma de chuva.

Tipos de chuvas

É muito simples identificar os tipos de chuvas, e prever sua ação e duração.

Veja a seguir:

A elevação das massa de ar, na América do Sul, ocorrem comumente de três formas, as quais originam os três tipos básicos de chuva.

São eles:

Chuva Convectiva

Características

Típica chuva de verão, com grande intensidade e curta duração (é menos comum no inverno). Pode produzir ventos locais e muitos raios. Ocorre pela formação de "corredores" verticais de ar, provocados pela elevação de massas de ar quente.

Como se forma

Quando o sol aquece a terra, formam-se células convectivas. Estas células são imensas massas de ar aquecido na superfície da terra, que iniciam uma subida em algum local.

Esta subida tende a puxar para cima mais ar aquecido da superfície da terra. O ar aquecido que está subindo empurra para cima e para os lados o ar que está acima dele. Acelera-se o processo como numa ampla e gigantesca chaminé.

Por isto, estas nuvens tem um formato típico de cogumelo. São muito grandes, podendo ter dezenas de quilômetros de diâmetro, e vários quilômetros de altura.

Podem ocorrer isoladas (com céu azul em volta), o que é facilmente observado por pessoa que não esteja sob a imensa nuvem.

Quando o processo produz nuvens muito altas e de grande energia cinética, criam ambiente ideal para formação de granizo.

Apresentam grande atividade elétrica interna, com infinidades de raios e violentos ventos verticais e turbulências diversas. São um enorme perigo para aeronaves.

Podem produzir grandes diferenças de potencial elétrico com a terra, possibilitando intensa ocorrência de raios.

É uma nuvem muito sonora e relampagueante.

Chuva Frontal

Características

É uma chuva de menor intensidade, com pingos menores, e de longa duração. Pode ocorrer por vários dias, apresentando pausas e chuviscos entre fases mais intensas.

Na metade sudeste do continente, pode ocorrer em qualquer época do ano, mas tem maior duração nos meses frios, quando os fenômenos atmosféricos são menos intensos.

Pode produzir ventos fortes e grande quantidade de raios. Ocorre em uma imensa área simultaneamente.

Como se forma

Ocorre pelo encontro de duas grandes massa de ar. Uma quente e úmida, estacionária ou vinda do quadrante norte, outra fria, vinda do quadrante sul.

A frente fria, mais densa, entra por baixo, levando para cima a massa de ar quente.

Quando esta massa de ar quente possui elevada umidade relativa, a chuva é iminente.

A intensidade dos fenômenos (chuvas, ventos, raios), depende da intensidade dos elementos envolvidos (velocidade dos deslocamentos, umidade e temperatura das massas de ar). Frentes frias ocorrem comumente a cada 6 a 8 dias, e poderão ou não provocar chuva.

Chuva Orográfica

Características

Ocorre quando uma nuvem encontra um alto obstáculo em seu caminho, como uma grande elevação do terreno, cadeia de morros, serra, etc.

Como se forma

Para a massa de ar transpor o obstáculo, é forçada a subir. Aí ocorre aquela velha história: ar que sobe é ar que se expande pela menor pressão atmosférica, e ar que se expande é ar que "dilui" calor. Massa de ar que perde calor, perde junto a capacidade de conter umidade, o que gera nuvens e em segmento, chuva. Daí a grande incidência de nebulosidade e chuvas, muitas vezes torrenciais, nas altas encostas dos morros.

Estas nuvens podem provocar tempestades elétricas perigosas, pela proximidade da terra com as nuvens, sobretudo quando ocorre juntamente com outro tipo de chuva (frontal, convectiva).

Fonte: www.cepen.com.br

Chuvas

Introdução

As águas de drenagem superficial são fundamentalmente originárias de precipitações pluviométricas cujos possíveis transtornos que seriam provocados por estes escoamentos, devem ser neutralizados pelos sistemas de drenagem pluviais ou esgotos pluviais.

As precipitações pluviométricas podem ocorrer tanto da forma mais comum conhecida como chuva, como em formas mais moderadas como neblinas, garoas ou geadas, ou mais violentas como acontece nos furacões, precipitações de granizo, nevascas, etc.

No entanto nas precipitações diferentes das chuvas comuns as providências coletivas ou públicas são de natureza específica para cada caso.

Tipos de Chuva

São três os tipos de chuvas para a Hidrologia:

• Chuvas convectivas
• Chuvas orográficas
• Chuvas frontais

As convectivas são precipitações formadas pela ascensão das massas de ar quente da superfície, carregadas de vapor d'água. Ao subir o ar sofre resfriamento provocando a condensação do vapor de água presente e, consequentemente, a precipitação. São características deste tipo de precipitação a curta duração, alta intensidade, freqüentes descargas elétricas e abrangência de pequenas áreas.

As chuvas orográficas são normalmente provocadas pelo deslocamento de camadas de ar úmido para cima devido a existência de elevação natural do terreno por longas extensões. Caracterizam-se pela longa duração e baixa intensidade, abrangendo grandes áreas por várias horas continuamente e sem descargas elétricas.

As chuvas frontais originam-se do deslocamento de frentes frias ou quentes contra frentes contrárias termicamente, são mais fortes que as orográficas abrangendo, porém, como aquelas, grandes áreas, precipitando-se intermitentemente com breves intervalos de estiagem e com presença de violentas descargas elétricas.

Medição de Chuva

Dois aparelhos são comumente empregados nas medições das chuvas. São eles o pluviômetro e o pluviógrafo. O pluviômetro é mais utilizado devido a simplicidade de suas instalações e operação, sendo facilmente encontrados, principalmente nas sedes municipais.

No pluviômetro é lido a altura total de água precipitada, ou seja, a lâmina acumulada durante a precipitação, sendo que seus registros são sempre fornecidos em milímetros por dia ou em milímetros por chuva, com anotação da mesma dependendo da capacidade e do capricho do operador ( Figura Abaixo )

Instalação de um pluviômetro

O pluviógrafo é mais encontrado nas estações meteorológicas propriamente ditas e registra a intensidade de precipitação, ou seja, a variação da altura de chuva com o tempo. Este aparelho registra em uma fita de papel em modelo apropriado, simultaneamente, a quantidade e a duração da precipitação. A sua operação mais complicada e dispendiosa e o próprio custo de aquisição do aparelho, tornam seu uso restrito, embora seus resultados sejam bem mais importantes hidrologicamente (Figura abaixo).

Pluviógrafo: esquema de funcionamento

Para projetos de galerias pluviais devem ser conhecidos as variações da altura de chuva com o tempo. Isto só é possível através de medições via pluviógrafos.

Um pluviógrafo é constituído de duas unidades, a saber: elemento receptor e elemento registrador. O receptor é semelhante ao de um pluviômetro comum diferindo, apenas, quanto a superfície receptora que é de 200cm2, ou seja, a metade da área do pluviômetro. O elemento registrador consta de um cilindro oco, dentro do qual fica instalado um equipamento de relojoaria que faz girar um pequeno carretel situado sob o fundo do cilindro. Este cilindro gira uma volta completa em 24 horas, o que permite a mudança diária do papel com os registros de precipitações ocorridos, bem como o arquivamento contínuo para possíveis consultas futuras dos dados registrados.

Entre os vários modelos conhecidos, o mais empregado no Brasil é o de Hellmann-Fuess ( Figura Abaixo )

Pluviógrafo: esquema de instalação
( Clique para Ampliar )

Esquema do pluviógrafo de Hellmann-Fuess

Durante uma precipitação sobre o receptor a água escorre por um funil metálico 2, até o cilindro de acumulação 3. Neste cilindro encontra-se instalado um flutuador 4 ligado por uma haste vertical 6 a um suporte horizontal 9, que por sua vez possui em sua extremidade uma pena 8 que imprime sobre o papel do cilindro de gravação 5 a altura acumulada de água no cilindro de acumulação 3. Deste último, também parte um sifão 11 que servirá para esgotamento da água quando esta atingir uma altura máxima, despejando o volume sifonado em um vasilhame 10 localizado na parte inferior da instalação. Essa altura máxima é função da capacidade de registro vertical no papel, ou seja, quando a pena atinge a margem limite do papel, imediatamente ocorre o esgotamento, possibilitando que a pena volte a margem inicial continuando o registro acumulado.

Intensidade de Chuva

É a quantidade de chuva por unidade tempo para um período de recorrência e duração previstos. Sua determinação, em geral, é feita através de análise de curvas que relacionam intensidade/duração/frequência, elaboradas a partir de dados pluviográficos anotados ao longo de vários anos de observações que antecedem ao período de determinação de cada chuva.

Para localidades onde ainda não foi definida ou estudada a relação citada, o procedimento prático é adotar-se, com as devidas reservas, equações já determinadas para regiões similares climatologicamente.

Fonte: www.dec.ufcg.edu.br