Como a circulação atmosférica influência no clima do nosso planeta?

Se você já parou para analisar o clima de algumas regiões da Terra, deve ter percebido que há locais extremamente diferentes no nosso planeta, não é mesmo? Por exemplo, a floresta amazônica é diferente das regiões polares, que também são muito distintas em relação ao deserto do Saara! Mas, já se perguntou o motivo pelo qual existem essas diferenças?

Para conseguirmos responder isso precisamos saber que a intensidade com que os raios solares atingem a Terra não é igual em todos os locais. Nas regiões próximas aos polos da Terra, a incidência das ondas eletromagnéticas provindas do sol (os chamados raios solares) é a menos intensa, enquanto que, na região equatorial, é a mais intensa. Além disso, nas latitudes médias (entre 30 e 60 graus de latitude nos dois hemisférios), a incidência não é tão intensa como no equador, nem tão fraca como nos polos.

 Até aqui tudo certo. Mas você deve estar se perguntando: e o que isso tem a ver com a diferença do clima dos locais? A resposta está no fato de que essa maneira distinta de como os raios solares atingem as regiões da Terra tem influência na temperatura dessas regiões e, consequentemente, na circulação atmosférica. Nos polos a temperatura média é menor. Na região equatorial, é a mais alta. Nas latitudes médias a temperatura apresenta valores intermediários. Essa diferença de temperatura irá influenciar na pressão atmosférica dessas regiões, de forma que sobre os polo teremos uma zona de alta pressão, na região da latitudes 60°N e 60°S existem zonas de baixa pressão, na região das latitudes 30°N e 30°S são formadas zonas de alta pressão e, por fim, sobre a região equatorial temos a presença de zonas de baixa pressão. Devido à essas diferenças de pressão do ar em níveis aixos da atmosfera, ocorre a circulação horizontal das massas de ar. Além disso, o ar sofre ascensão nas zonas de baixa pressão e descende nas zonas de baixa. Como consequência dessas circulações de ar, formam-se três células gigantescas de circulação ao redor de todo o globo, às quais são dados nomes de pesquisadores científicos que estudaram a atmosfera durante suas vidas:

1)      Célula de Hadley: entre a região equatorial (baixa pressão) e a região das latitudes 30°N e 30°S (alta pressão). Temos ascensão do ar próximo ao equador, que descende próximo à 30°N e 30°S

2)      Célula de Ferrel: entre a região de 30°N e 30°S e a região de 60°N e 60°S. O ar sofre ascensão entre 60°N e 60°S e descende em 30°N e 30°S.

3)      Célula Polar: entre os polos e 60°N e 60°S, sofrendo ascensão em 60°N e 60°S e descendendo sobre os polos.

A dinâmica dos ventos, ou dinâmica da circulação atmosférica é responsável, principalmente, pela variabilidade climática. Ela acontece em três níveis, chamados de “célula    

Entende-se por Circulação Atmosférica a movimentação das massas de ar. Essa movimentação ocorre na Troposfera, a camada da atmosfera mais próxima da Terra.

A circulação atmosférica ocorre em razão do desequilíbrio da radiação recebida pela Terra ao longo de sua extensão. As regiões que se localizam mais próximas da Linha do Equador recebem mais radiação solar e, consequentemente, tornam-se mais aquecidas. Enquanto nas regiões polares, o índice de radiação é menor e o aquecimento também. Desse modo, para que haja um maior equilíbrio, acontecem muitas trocas de massas de ar entre as regiões mais quentes e as mais frias.

A movimentação das massas de ar só é possível graças às diferenças de pressão. O ar frio é mais pesado e, por isso, tende a descer e provocar uma pressão maior, enquanto o ar quente tende a subir e diminuir a pressão da atmosfera. Como a decida do ar frio e a subida do ar quente acontecem simultaneamente, observa-se uma movimentação constante e circular dessas massas, que é responsável pela ocorrência dos ventos e pelas variações climáticas.

O padrão da circulação da atmosfera se dá através de três células de movimentação (ver esquema abaixo), que são consequências diretas dos movimentos de rotação e de translação.

A primeira célula de movimentação é a célula tropical. Ela ocorre nas regiões de baixa latitude (mais próximas da Linha do Equador). É caracterizada pelo movimento em direção aos polos acontecer na porção superior da atmosfera.

A segunda célula de movimentação é a célula de Ferrel ou célula das latitudes médias. Como o nome indica, ela ocorre nas latitudes intermediárias (entre a Linha do Equador e os polos). Caracteriza-se pela direção do movimento em direção aos polos ocorrer na porção inferior da atmosfera

A terceira célula de movimentação é a célula polar. O ar proveniente das outras duas células, ao alcançar os polos, desce e forma uma forte pressão polar. Em seguida, a superfície desloca esse ar para zonas de menor pressão e para as zonas tropicais.

O vento é o ar em movimento. Ele é resultante das diferenças de pressão atmosférica entre os diferentes lugares.

Para entender a lógica dos ventos, imagine uma bacia com água. Por mais que você tire ou coloque água, esta sempre tentará se distribuir de forma igual sobre a bacia, a não ser que fique inclinada.

Com os ventos, o processo é semelhante. Por ocasião das dinâmicas, algumas áreas podem momentaneamente apresentar uma menor pressão atmosférica que outras, isto é, ter uma menor quantidade de ar sobre a superfície. Quando isso ocorre, o ar que está acumulado nas zonas de maior pressão vai tentar se deslocar para as zonas de menor pressão a fim de “preencher” esses espaços. Eis a origem dos ventos.

Apesar de ser um processo aparentemente simples, existem vários tipos de ventos. Eles alteram-se conforme a sua durabilidade, variando entre ventos constantes, periódicos e locais ou variáveis.

Os ventos constantes são aqueles que ocorrem de forma periódica e cujas características não fogem a determinados padrões gerais. São divididos em ventos alísios e contra-alísios.

Os ventos periódicos são aqueles que ocorrem de forma repetitiva ou durante uma estação do ano. Existem dois principais tipos: as monções e as brisas.

Os ventos locais ou variáveis são ventos que ocorrem em uma determinada região durante um determinado período do ano. Existem inúmeros tipos que não se padronizam, uma vez que obedecem às condições naturais de cada localidade, como a pressão atmosférica e as formas de relevo, que direcionam o sentido e destino dos ventos. No Brasil, existem ventos locais que se descolam do noroeste em direção ao sudeste do país. Outros que sopram do sul para o centro-oeste.

Tais ventos são importantes para a dispersão de chuvas no espaço. Se não fossem eles, haveria uma grande quantidade de regiões em que choveria além do normal e muitas outras que sofreriam com o tempo seco.

1. As diferentes zonas climáticas da Terra

Primeiramente, você sabia que há diferentes zonas climáticas da Terra devido à esfericidade do nosso planeta? Em síntese, os raios solares atingem a superfície terrestre com distintas inclinações e intensidades. Sendo assim, nas regiões equatoriais, os raios solares incidem perpendicularmente sobre a superfície. Por outro lado, quanto mais nos afastamos da linha do Equador, mais inclinada se torna essa incidência. 

Deste modo, a mesma quantidade de energia se distribui por uma área cada vez maior, o que faz diminuir a sua intensidade. Em suma, é por isso que as temperaturas vão ficando cada vez mais baixas conforme nos aproximamos dos polos. 

Portanto, nas baixas latitudes situam-se as regiões com temperaturas mais elevadas, que recebem maior incidência de radiação solar. Assim, essas regiões são parte da zona tropical, localizada entre o trópico de Capricórnio e o trópico de Câncer. 

Em síntese, é apenas nessa faixa latitudinal que, ao longo do ano, os raios solares chegam a incidir perpendicularmente em algum momento, com o passar das quatro estações. 

Da mesma forma, nas zonas temperadas (entre os trópicos e círculos polares), o Sol nunca fica a pino, já que seus raios incidem de forma oblíqua durante o ano todo. Por fim, as zonas polares ou glaciais são as que recebem menor intensidade dos raios solares durante o ano, abrangendo todas as regiões ao norte do Círculo Polar Ártico e ao sul do Círculo Polar Antártico.

A relação entre as zonas climáticas da Terra e as estações do ano

Primeiramente, como o eixo da Terra é inclinado em relação ao plano de sua órbita ao redor do Sol (movimento de translação), temos a ocorrência das estações do ano. 

Sendo assim, em 21 ou 22 de dezembro, é quando o hemisfério sul recebe os raios solares perpendicularmente ao trópico de Capricórnio, iniciando o verão nesse hemisfério. Como resultado, a esse evento chamamos de solstício de verão – a palavra solstício é derivada do latim, solstitium, ou seja, ‘Sol estacionário’. 

Sendo assim, nesse exato dia temos o momento do ano em que o Sol incide com a máxima inclinação no hemisfério norte, posicionando-se na sua maior distância possível em relação ao trópico de Câncer. Dessa forma, esse evento é conhecido como solstício de inverno, e demarca o início do inverno naquele hemisfério. 

Por outro lado, quando o Sol atinge perpendicularmente o trópico de Câncer, seis meses depois (em 20 ou 21 de junho), temos uma inversão, isto é, o início das estações opostas nos dois hemisférios. Sendo assim, confira a Figura 2 para compreender melhor:

Fonte: Zênite. Disponível em: . Acesso em: 05/04/2020.

Por outro lado, o que será que ocorre para que se iniciem outono e primavera? A lógica é um pouco parecida! Porém, essas duas estações começam com os chamados equinócios – do latim aequinoctium, ‘igualdade dos dias e das noites’. 

Sim! Dessa forma, no dia de equinócio, o período de claridade e escuridão em quase todo o planeta é igual, 12 horas para cada – exceto nos polos, que têm 24 horas de crepúsculo. 

Sendo assim, os equinócios ocorrem em 20 ou 21 de março (início do outono no hemisfério sul e primavera no hemisfério norte) e se invertem em 22 ou 23 de setembro. Dessa forma, esses eventos se caracterizam pelo momento em que os raios solares incidem perpendicularmente na linha do Equador, e ocorrem exatamente no meio do período entre um solstício e outro. Logo, a Figura 3 demonstra como acontecem solstícios e equinócios ao durante um ano:

Fonte: UFPR. Disponível em: < https://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap2/cap2-1.html>. 

Acesso em: 05/04/2020.

A princípio, dentre as classificações de clima mais adotadas, está a do geógrafo e climatologista dos EUA, Arthur Strahler (1918-2002). Em síntese, nessa classificação são considerados como critérios a dinâmica das massas de ar, os processos de formação de frentes e as características das precipitações. 

Com base neles, classifica-se o clima em três grandes grupos: das baixas latitudes – sob influência das massas equatoriais e tropicais; das médias latitudes – sob influência das massas tropicais e polares; e das altas latitudes – sob influência das massas polares. 

Sendo assim, os diferentes climas e coberturas vegetais são quase como reflexos uns dos outros. Por isso, quando estudamos clima, é sempre bom considerar a vegetação de cada região e, quando estudamos a vegetação, considerar o clima. As representações cartográficas das Figuras 4 e 5 nos auxiliam a perceber como há uma forte interrelação entre clima e vegetação. Sendo assim, repare na semelhança entre os desenhos:

Fonte: Globo Educação. Disponível em: < https://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia-fisica/climas-e-formacoes-vegetais.html>.Acesso em: 05/04/2020.

Fonte: Globo Educação. Disponível em: < https://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia-fisica/climas-e-formacoes-vegetais.html>.Acesso em: 05/04/2020.

Em primeiro lugar, essa região climática apresenta elevadas temperaturas e grande umidade durante todo o ano e localiza-se sempre nas proximidades do Equador.

Sendo assim, caracteriza-se pela baixa amplitude térmica (variação de temperatura) e pelas chuvas de convecção. Nesse sentido, as altas temperaturas dessas regiões causam um processo contínuo de evapotranspiração, ascensão do ar úmido, resfriamento em partes mais elevadas da atmosfera, condensação e precipitação. Enfim, os tipos de vegetação predominantes nessas áreas são florestas densas, como é o caso da floresta Amazônica.

Em primeiro lugar, nas regiões de clima tropical são predominantes as temperaturas elevadas. Além disso, sua principal característica é a alternância entre estações secas (inverno) e úmidas (verão). 

Juntamente com as temperaturas elevadas, esse clima apresenta algumas variantes por conta dos fatores geográficos: o clima tropical continental ou semiúmido, o clima tropical de altitude e o clima de monções (denominação que o clima tropical recebe no sul e sudeste da Ásia, por influência dos ventos de monções nos períodos de seca e de chuvas). 

Além disso, as coberturas vegetais predominantes nas regiões de clima tropical são as savanas e as florestas tropicais, como são os casos do cerrado brasileiro e da mata atlântica, respectivamente.

Esse clima ocupa amplos trechos de regiões do hemisfério Norte: América do Norte, Europa e uma faixa alongada na parte central asiática, que se estende até a parte mais ocidental do continente.

No hemisfério Sul, há pouca ocorrência. Tem como característica o inverno frio, alta amplitude térmica e quatro estações bem definidas, percebidas inclusive na alteração das paisagens apresentadas pela vegetação ao longo do ano. 

Sendo assim, esse tipo de clima é subdividido em: temperado continental (maior amplitude térmica e invernos rigorosos) e temperado oceânico (com amplitude térmica menor). Além disso, as coberturas vegetais mais comuns dessas regiões são as florestas temperadas e estepes ou pradarias.

Primeiramente, esse tipo de clima restringe-se a pequenas áreas, normalmente próximas a desertos, como na região central do Chile, no extremo norte e extremo sul do continente africano, no sul europeu e na Califórnia (EUA). 

Assim, caracteriza-se por verões quentes e secos – por conta da expansão das massas de ar seco dos desertos vizinhos – e por invernos brandos e úmidos – quando as massas de ar recuam e ficam estacionárias nos desertos. 

Dessa forma, a vegetação mediterrânea tem uma grande variedade de plantas que se adaptam à pouca umidade, como as oliveiras, amendoeiras e os ciprestes. Por exemplo, as principais formações são os maquis e os garrigues.

Primeiramente, caracteriza-se pela aridez (escassez de água), apresentando uma quantidade de chuvas geralmente inferior a 250 milímetros por ano. Sendo assim, nessas regiões há pouca vegetação, mas entre o que há, temos as plantas rasteiras (estepes secas), arbustos espinhosos e cactos. Juntas, essas espécies são conhecidas como xerófitas.

A princípio, característico das altas latitudes, esse clima está presente no extremo norte da Europa e na Sibéria (Rússia), além de estar presente na maior parte do território do Canadá. 

Ao mesmo tempo, as precipitações maiores ocorrem no verão e as temperaturas médias mensais no inverno são sempre inferiores a 0°C, inclusive em alguns meses da primavera e do outono. 

Sendo assim, é nesse clima que se desenvolve a floresta boreal (taiga), vegetação de grande porte, espaçada e homogênea, com predomínio de altos pinheiros e abetos (outra árvore conífera).

Primeiramente, nas mais altas latitudes do nosso planeta o clima é polar. Sendo assim, nessas regiões registram-se as mais baixas temperaturas da Terra e a maior parte do solo mantém uma cobertura de gelo permanente, sem vegetação. Além disso, em alguns locais há degelo no verão, brotando no solo exposto uma vegetação simples, conhecida como tundra (musgos e líquens).  

Primeiramente, esse tipo de clima é condicionado pela variação de altitude. Sendo assim, a temperatura e a umidade mudam à medida que subimos ou descemos uma montanha, por exemplo. A vegetação do sopé vai diminuindo de baixo para cima, podendo variar, até que, no topo, já não haja mais cobertura vegetal devido à presença de neves eternas sobre o solo (até mesmo em montanhas localizadas na zona tropical).

Qual e a importância da circulação atmosférica?

Quais fatores influenciam na circulação do ar atmosférico?

O que influencia na pressão atmosférica?

Como acontece a circulação atmosférica?