A meteorologia é a ciência que estuda a atmosfera terrestre. Seus aspectos mais tradicionais e conhecidos são a previsão do tempo e a climatologia.
O tempo pode ser definido como o estado da atmosfera em determinado instante e lugar. O clima tem sido freqüentemente definido como um " tempo médio ", ou seja, um conjunto de condições normais que dominam uma região, obtidas das médias das observações durante um certo intervalo de tempo. Contudo, variações e condições extremas do tempo também são importantes para caracterizar uma região. Por exemplo, fazendeiros estão interessados não apenas em conhecer a precipitação média de novembro, mas também a freqüência de novembros extremamente secos. Da mesma forma o gerenciamento de recursos hídricos exige o conhecimento não apenas de valores médios, mas também de valores extremos e sua probabilidade de ocorrência. Portanto, o clima é o conjunto de toda a informação estatística sobre o tempo em determinado local. A longo prazo é o clima que determina se uma região é ou não habitável e sua vegetação natural; num prazo mais curto, é o tempo que condiciona a segurança dos meios de transporte, a forma de lazer, a dispersão de poluentes e as atividades da agricultura.
As condições do tempo são descritas em termos de alguns elementos básicos, que são quantidades ou propriedades medidas regularmente. Os mais importantes são :
(1) a temperatura do ar,
(2) a umidade do ar,
(3) a pressão do ar,
(4) a velocidade e direção do vento,
(5) tipo e quantidade de precipitação,
(6) o tipo e quantidade de nuvens.
Estudaremos estes elementos inicialmente de forma isolada, mas é importante ter em mente que eles são muito correlacionados.
A Meteorologia no seu sentido mais amplo é uma ciência extremamente vasta e complexa, pois a atmosfera é muito extensa, variável e sede de um grande número de fenômenos. Contudo, certas idéias e conceitos básicos estão presentes em todas as áreas da meteorologia. Esses conceitos mais gerais são abordados em disciplinas tradicionais da Meteorologia: a Meteorologia Física, a Meteorologia Sinótica, a Meteorologia Dinâmica e a Climatologia.
A Meteorologia Física estuda os fenômenos atmosféricos relacionados diretamente com a Física e a Química: processos termodinâmicos, composição e estrutura da atmosfera, propagação da radiação eletromagnética e ondas acústicas através da atmosfera, processos físicos envolvidos na formação de nuvens e precipitação, eletricidade atmosférica, reações físico-químicas dos gases e partículas, etc...
Dentro da Meteorologia Física tem se desenvolvido o campo da aeronomia, que trata exclusivamente com fenômenos na alta atmosfera.
A Meteorologia Sinótica está relacionada com a descrição, análise e previsão do tempo. Na sua origem era baseada em métodos empíricos desenvolvidos na metade do século, seguindo a implantação das primeiras redes de estações que forneciam dados simultâneos (isto é, sinóticos) do tempo sobre grandes áreas. Atualmente utiliza os conhecimentos gerados nas diversas disciplinas da Meteorologia, em especial a Meteorologia Dinâmica.
A Meteorologia Dinâmica também trata dos movimentos atmosféricos e sua evolução temporal mas, ao contrário da Meteorologia Sinótica, sua abordagem é baseada nas leis da Mecânica dos Fluídos e da Termodinâmica Clássica. É a base dos atuais modelos atmosféricos de previsão do tempo nos principais centros de previsão dos países desenvolvidos. Sua principal ferramenta são os computadores. Com a crescente sofisticação dos métodos de análise e previsão do tempo a distinção entre a Meteorologia Sinótica e Dinâmica está rapidamente diminuindo.
A Climatologia estuda os fenômenos atmosféricos do ponto de vista de suas propriedades estatísticas (médias e variabilidade) para caracterizar o clima em função da localização geográfica, estação do ano, hora do dia, etc.
Classificar exatamente os diversos ramos da Meteorologia é muito difícil. São áreas do conhecimento que se inter-relacionam e se sobrepõem. Pode-se identificar estes ramos através de vários critérios. A seguir são dados alguns exemplos desses critérios, bem como os principais objetos de estudo dentro de cada uma dessas áreas da Meteorologia.
a) Segundo a região de estudo:
- Meteorologia Tropical: furacões, desertos, interação oceano-atmosfera, El Niño.
- Meteorologia de Latitudes Médias : frentes frias, ciclones, geadas, nevascas, correntes de jato.
- Meteorologia Regional : brisa marítima, circulação de vales e montanhas, "ilhas de calor" urbanas, efeitos topográficos, nevoeiros.
- Micrometeorologia : interações superfície-atmosfera, fluxos de calor e massas, estabilidade atmosférica.
- Meteorologia de meso-escala : fenômenos severos que ocorrem em períodos de até 1 dia em regiões localizadas, tais como tornados, "micro-explosão", chuvas intensas, ventos fortes e linhas de instabilidade.
b) Segundo a aplicação :
- Meteorologia Aeronáutica : apoio a operações de pouso e decolagem, planejamento de rotas e aeroportos.
- Meteorologia Marinha : estudos de interação ar-mar, previsão de marés e ondas, planejamento de rotas.
- Meteorologia Ambiental : estudos e controle de poluição atmosférica, planejamento urbano.
- Agrometeorologia : projetos agrícolas, plantio e colheitas, produtividade, novas espécies.
- Hidrometeorologia : planejamento e impacto de reservatórios, controle de enchentes e abastecimento.
- Biometeorologia : influência do tempo sobre a saúde, reações e modo de vida do homem, animais e plantas.
c) Segundo a técnica ou equipamento utilizados :
- Radiometeorologia : propagação de micro-ondas em enlaces de telecomunicações, quantificação de precipitação por radar, deslocamento de tempestades, ventos com radar Doppler.
- Meteorologia com Satélites : auxílio à previsão, balanços de energia, ventos, precipitação, estrutura térmica e de vapor d'água na atmosfera, estudos de recursos naturais e produtividade agrícola.
Assim como ocorre uma integração cada vez maior entre as várias subdisciplinas na Meteorologia, esta também interage cada vez mais com outras áreas científicas. Além disso, tecnologias sofisticadas como, por exemplo, aquelas associadas ao radar e satélites, permitem observação e monitoramento mais detalhado da atmosfera e computadores de alta velocidade tornaram possível lidar com complexos modelos numéricos da atmosfera. O acervo crescente de conhecimentos na Meteorologia está sendo aplicado a uma grande gama de problemas práticos, incluindo: previsão de fenômenos atmosféricos que influenciam as atividades humanas (por exemplo, o tempo no dia-a-dia, riscos para a aviação, secas, tempestades severas, eventos na alta atmosfera que possam afetar as rádio-comunicações), avaliação do impacto das atividades humanas sobre o meio atmosférico (por exemplo, poluição do ar, modificação da composição da atmosfera, tempo e clima), modificações benéficas de certos processos físicos que agem em pequena escala (por exemplo, supressão de granizo, aumento e redistribuição da precipitação) e, fornecimento das informações estatísticas básicas da atmosfera necessárias para planejamento de longo prazo (por exemplo, zoneamento de uso do solo, projeto de edifícios, especificações para aeronaves).
É desnecessário enfatizar a importância da Meteorologia. Vários aspectos da nossa vida cotidiana são afetados pelo tempo: nosso vestuário, nossas atividades ao ar livre, o preço dos produtos hortifrutigranjeiros. Ocasionalmente, as condições de tempo são extremas e o impacto pode estender-se de uma mera inconveniência a um desastre de grandes custos materiais e perda de vidas humanas. Os meios de transporte (terrestre, marítimo e aéreo) dependem muito do tempo. O tempo e o clima são decisivos também para a agricultura, zootécnica e gerenciamento de recursos hídricos. Em adição a estes aspectos tradicionalmente reconhecidos, tem havido e continuará havendo uma demanda crescente por decisões políticas envolvendo a atmosfera, relacionados à poluição e seu controle, efeitos de vários produtos químicos sobre a camada de ozônio e outros impactos ambientais.
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