O clima de uma região é gerado pelo sistema climático , que tem cinco componentes: atmosfera , hidrosfera , criosfera , litosfera e biosfera .
O clima de um local é afetado por sua latitude , terreno e altitude , bem como por corpos de água próximos e suas correntes. Os climas podem ser classificados de acordo com a média e as variações típicas de diferentes variáveis, mais comumente temperatura e precipitação. O esquema de classificação mais utilizado foi a classificação climática de Köppen . O sistema Thornthwaite, em uso desde 1948, incorpora a evapotranspiração juntamente com a informação de temperatura e precipitação e é usado no estudo da diversidade biológica e como a mudança climática a afeta. O Bergeron eOs sistemas espaciais de classificação sinótica focalizam a origem das massas de ar que definem o clima de uma região.
Paleoclimatologia é o estudo de climas antigos. Como as observações diretas do clima não estão disponíveis antes do século XIX, os paleoclimas são inferidos de variáveis substitutas que incluem evidências não-bióticas, como sedimentos encontrados em leitos de lago e núcleos de gelo , e evidências bióticas, como anéis de árvores e corais. Modelos climáticos são modelos matemáticos de climas passados, presentes e futuros. A mudança climática pode ocorrer em prazos longos e curtos a partir de uma variedade de fatores; aquecimento recente é discutido no aquecimento global. O aquecimento global resulta em redistribuições. Por exemplo, "uma mudança de 3 ° C na temperatura média anual corresponde a uma mudança nas isotermas de aproximadamente 300-400 km em latitude (na zona temperada) ou 500 m em altitude. Portanto, espera-se que as espécies se movam para cima em elevação ou em direção aos polos em latitude em resposta a mudanças nas zonas climáticas "
Definição
O clima (do grego antigo klima , que significa inclinação ) é comumente definido como a média do tempo durante um longo período. O período médio padrão é de 30 anos, mas outros períodos podem ser utilizados dependendo do propósito. O clima também inclui outras estatísticas além da média, como a magnitude das variações do dia-a-dia ou ano a ano. A definição do glossário do Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas (IPCC) para 2001 é a seguinte:
O clima em um sentido restrito é geralmente definido como o "clima médio", ou mais rigorosamente, como a descrição estatística em termos da média e variabilidade de quantidades relevantes em um período que varia de meses a milhares ou milhões de anos. O período clássico é de 30 anos, conforme definido pela Organização Meteorológica Mundial (OMM). Essas quantidades são mais frequentemente variáveis de superfície, como temperatura, precipitação e vento. Clima em um sentido mais amplo é o estado, incluindo uma descrição estatística, do sistema climático.
A Organização Meteorológica Mundial (OMM) descreve os "normais" climáticos como "pontos de referência usados pelos climatologistas para comparar as tendências climatológicas atuais com as do passado ou o que é considerado 'normal'. A normal é definida como a média aritmética de um elemento climático ( por exemplo, temperatura) por um período de 30 anos.Um período de 30 anos é usado, pois é longo o suficiente para filtrar qualquer variação interanual ou anomalias, mas também suficientemente curto para ser capaz de mostrar tendências climáticas mais longas ". A OMM originou-se da Organização Meteorológica Internacional que criou uma comissão técnica para climatologia em 1929. Em 1934, Wiesbadena reunião da comissão técnica designou o período de trinta anos, de 1901 a 1930, como o período de referência para as normas normais climatológicas. Em 1982, a OMM concordou em atualizar as normais climáticas, e estas foram subseqüentemente concluídas com base em dados climáticos de 1º de janeiro de 1961 a 31 de dezembro de 1990.
A diferença entre o clima é utilmente resumida na frase popular "Clima é o que você espera, o tempo é o que você recebe". Ao longo do tempo histórico, há um número de variáveis quase constantes que determinam o clima, incluindo a latitude , a altitude, a proporção de terra para a água e a proximidade de oceanos e montanhas. Estes mudam apenas em períodos de milhões de anos devido a processos como placas tectônicas . Outros determinantes climáticos são mais dinâmicos: a circulação termohalina do oceano leva a um aquecimento de 5 ° C (9 ° F) do norte do Oceano Atlântico, em comparação com outras bacias oceânicas. Outras correntes oceânicasredistribuir o calor entre a terra e a água em escala mais regional. A densidade e o tipo de cobertura vegetal afetam a absorção de calor solar, a retenção de água e a precipitação em nível regional. Alterações na quantidade de gases de efeito estufa atmosféricos determinam a quantidade de energia solar retida pelo planeta, levando ao aquecimento global ou ao resfriamento global . As variáveis que determinam o clima são numerosas e as interações complexas, mas há um consenso geral de que os contornos gerais são compreendidos, pelo menos no que diz respeito aos determinantes da mudança climática histórica.
Classificação climática
Existem várias maneiras de classificar os climas em regimes semelhantes. Originalmente, os climas eram definidos na Grécia Antiga para descrever o tempo dependendo da latitude de um local. Os métodos modernos de classificação climática podem ser amplamente divididos em métodos genéticos , que se concentram nas causas do clima, e métodos empíricos , que se concentram nos efeitos do clima. Exemplos de classificação genética incluem métodos baseados na freqüência relativa de diferentes tipos de massa de ar ou locais dentro de perturbações climáticas sinópticas . Exemplos de classificações empíricas incluem zonas climáticasdefinido pela resistência da planta , evapotranspiração, ou mais geralmente a classificação climática de Köppen, que foi originalmente projetada para identificar os climas associados a certos biomas . Uma falha comum desses esquemas de classificação é que eles produzem fronteiras distintas entre as zonas que definem, em vez da transição gradual das propriedades climáticas mais comuns na natureza.Bergeron e Spatial Synoptic
A classificação mais simples é a que envolve massas de ar. A classificação de Bergeron é a forma mais amplamente aceita de classificação de massa de ar. A classificação da massa de ar envolve três letras. A primeira letra descreve suas propriedades de umidade , com c usado para massas continentais de ar (seco) e m para massas de ar marítimo (úmido). A segunda letra descreve a característica térmica de sua região de origem: T para tropical , P para polar , A para Ártico ou Antártico, M para monção , E para equatorial e S para ar superior (ar seco formado por movimento descendente significativo na atmosfera ). A terceira letra é usada para designar a estabilidade da atmosfera . Se a massa de ar é mais fria que o solo abaixo, ela é rotulada k. Se a massa de ar estiver mais quente que o solo abaixo dela, ela é rotulada como w. Embora a identificação da massa de ar tenha sido originalmente usada na previsão do tempo durante a década de 1950, os climatologistas começaram a estabelecer as climatologias sinóticas baseadas nessa ideia em 1973.Baseado no esquema de classificação de Bergeron está o sistema de Classificação Espacial Sinótica (SSC). Existem seis categorias dentro do esquema SSC: Polar Seco (semelhante ao polar continental), Moderado Seco (semelhante ao superior marítimo), Tropical Seco (semelhante ao tropical continental), Polar Úmido (semelhante ao polar marítimo), Moderado Úmido (um híbrido entre tropical marítimo polar e marítimo) e Tropical úmido (semelhante a tropical marítima, monção marítima ou equatorial marítima).
Köppen
A classificação de Köppen depende dos valores médios mensais de temperatura e precipitação. A forma mais comumente usada da classificação de Köppen tem cinco tipos primários rotulados de A a E. Esses tipos primários são: A) tropical, B) seco, C) leve latitude média, D) fria latitude média e E) polar. As cinco classificações primárias podem ser subdivididos em classificações secundárias, como a floresta tropical , monção , savana tropical , subtropical úmido , continental úmido , clima oceânico , clima mediterrâneo , deserto , estepe , clima sub-ártico , tundra , ecalota de gelo polar .
As florestas tropicais são caracterizadas por chuvas intensas , com definições estabelecendo chuvas anuais normais mínimas entre 1.750 mm e 69.000. As temperaturas médias mensais excedem 18 ° C (64 ° F) durante todos os meses do ano.
Uma monção é um vento predominante sazonal que dura vários meses, inaugurando a estação chuvosa de uma região. As regiões dentro da América do Norte , América do Sul , África Subsaariana , Austrália e Ásia Oriental são regimes das monções
Um cerrado é uma pastagem bioma localizado no semi-árido a semi- húmidos regiões climáticas de subtropicais e tropicais latitudes , com temperaturas médias permanecem em ou acima de 18 ° C (64 ° F) durante todo o ano e precipitação entre 750 milímetros (30 polegadas) e 1,270 milímetros (50 in) por ano. Eles são difundidos na África , e são encontrados na Índia , nas partes do norte da América do Sul , Malásia e Austrália
A zona climática subtropical úmida , onde as chuvas de inverno (e às vezes a queda de neve ), está associada a grandes tempestades que os ventos de oeste guiam de oeste a leste. A maioria das chuvas de verão ocorre durante tempestades e ciclones tropicais ocasionais . Os climas subtropicais úmidos ficam no lado leste dos continentes, aproximadamente entre as latitudes de 20 ° e 40 ° de distância do equador .
Um clima continental úmido é marcado por padrões climáticos variáveis e uma grande variação sazonal de temperatura. Locais com mais de três meses de temperatura média diária acima de 10 ° C (50 ° F) e temperatura do mês mais fria abaixo de -3 ° C (27 ° F) e que não atendem aos critérios de clima árido ou semiárido , são classificados como continental.
Um clima oceânico é tipicamente encontrado ao longo das costas ocidentais nas latitudes médias de todos os continentes do mundo, e no sudeste da Austrália , e é acompanhado por abundante precipitação o ano todo.
O regime climático mediterrâneo assemelha-se ao clima das terras na bacia do Mediterrâneo , partes do oeste da América do Norte , partes do oeste e sul da Austrália , no sudoeste da África do Sul e em partes do centro do Chile . O clima é caracterizado por verões quentes e secos e invernos frios e úmidos.
Uma estepe é uma pastagem seca com uma faixa anual de temperatura no verão de até 40 ° C (104 ° F) e durante o inverno até -40 ° C (-40 ° F).
Um clima subártico tem pouca precipitação, e temperaturas mensais superiores a 10 ° C (50 ° F) durante um a três meses do ano, com o permafrost em grandes partes da área devido aos invernos frios. Os invernos em climas subárticos geralmente incluem até seis meses de temperatura com uma temperatura média abaixo de 0 ° C (32 ° F).
A tundra ocorre no hemisfério norte distante , ao norte do cinturão taiga , incluindo vastas áreas do norte da Rússia e do Canadá .
Uma calote de gelo polar , ou camada de gelo polar, é uma região de alta latitude de um planeta ou lua coberta de gelo . As calotas de gelo se formam porque as regiões de alta latitude recebem menos energia que a radiação solar do sol do que as regiões equatoriais , resultando em temperaturas de superfície menores .Um deserto é uma forma de paisagem ou região que recebe muito pouca precipitação . Desertos geralmente têm uma grande faixa de temperatura diurna e sazonal, com alta ou baixa, dependendo da temperatura diurna do local (no verão até 45 ° C ou 113 ° F) e baixas temperaturas noturnas (no inverno até 0 ° C ou 32 ° F) devido à umidade extremamente baixa . Muitos desertos são formados por sombras de chuva , enquanto as montanhas bloqueiam o caminho da umidade e da precipitação até o deserto.
Thornthwait
Concebido pelo climatologista e geógrafo americano CW Thornthwaite , este método de classificação climática monitora o orçamento de água do solo usando evapotranspiração. Monitora a porção da precipitação total usada para nutrir a vegetação em uma determinada área. Ele usa índices como um índice de umidade e um índice de aridez para determinar o regime de umidade de uma área com base em sua temperatura média, precipitação média e tipo de vegetação média. Quanto menor o valor do índice em qualquer área específica, mais seca é a área.
A classificação de umidade inclui classes climáticas com descritores como hiper-húmido, úmido, sub-úmido, subárido, semi-árido (valores de -20 a -40) e árido (valores abaixo de -40). As regiões úmidas experimentam mais precipitação do que a evaporação a cada ano, enquanto as regiões áridas experimentam maior evaporação do que a precipitação em uma base anual. Um total de 33% da massa de terra da Terra é considerado árido ou semiárido, incluindo o sudoeste da América do Norte, sudoeste da América do Sul, a maior parte do norte e uma pequena parte do sul da África, sudoeste e partes da Ásia oriental, bem como Austrália. Estudos sugerem que a eficácia da precipitação (PE) dentro do índice de umidade de Thornthwaite é superestimada no verão e subestimada no inverno. Este índice pode ser efetivamente usado para determinar o número de herbívoros e números de espécies de mamíferos dentro de uma determinada área. O índice também é usado em estudos de mudança climática.
Classificações térmicas dentro do esquema Thornthwaite incluem regimes microtérmicos, mesotérmicos e megatérmicos. Um clima microtérmico é uma das baixas temperaturas médias anuais, geralmente entre 0 ° C (32 ° F) e 14 ° C (57 ° F) que experimenta verões curtos e tem uma evaporação potencial entre 14 centímetros (5,5 polegadas) e 43 centímetros ( 17 in). Um clima mesotérmico não apresenta calor persistente ou frio persistente, com potencial de evaporação entre 57 centímetros (22 pol) e 114 centímetros (45 pol). Um clima megacármico é aquele com altas temperaturas persistentes e chuvas abundantes, com potencial de evaporação anual superior a 114 centímetros (45 polegadas).
Registro
Detalhes do registro climático moderno são conhecidos por meio da tomada de medidas de instrumentos meteorológicos como termômetros , barômetros e anemômetros durante os últimos séculos. Os instrumentos usados para estudar o clima na escala de tempo moderna, seu erro conhecido, seu ambiente imediato e sua exposição mudaram ao longo dos anos, o que deve ser considerado quando se estuda o clima de séculos passados.
Paleoclimatologia
Paleoclimatologia é o estudo do clima passado ao longo de um grande período da história da Terra . Ele usa evidências de mantas de gelo, anéis de árvores, sedimentos, corais e rochas para determinar o estado passado do clima. Ele demonstra períodos de estabilidade e períodos de mudança e pode indicar se as mudanças seguem padrões como ciclos regulares.
Mudança climática
A mudança climática é a variação no clima global ou regional ao longo do tempo. Ele reflete mudanças na variabilidade ou no estado médio da atmosfera ao longo do tempo, variando de décadas a milhões de anos. Essas mudanças podem ser causadas por processos internos à Terra, forças externas (por exemplo, variações na intensidade da luz solar) ou, mais recentemente, atividades humanas.No uso recente, especialmente no contexto da política ambiental , o termo "mudança climática" geralmente se refere apenas a mudanças no clima moderno, incluindo o aumento da temperatura média da superfície conhecida como aquecimento global . Em alguns casos, o termo também é usado com uma presunção de causalidade humana, como na Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC). A UNFCCC usa a "variabilidade climática" para variações não causadas por humanos.
A Terra sofreu mudanças climáticas periódicas no passado, incluindo quatro grandes eras glaciais . Estes consistem em períodos glaciais onde as condições são mais frias do que o normal, separadas por períodos interglaciais . O acúmulo de neve e gelo durante um período glacial aumenta o albedo da superfície , refletindo mais a energia do Sol no espaço e mantendo uma temperatura atmosférica mais baixa. Aumentos nos gases de efeito estufa , como por atividade vulcânica, podem aumentar a temperatura global e produzir um período interglacial. Causas sugeridas dos períodos da era do gelo incluem as posições dos continentes , variações na órbita da Terra, mudanças na produção solar e vulcanismo.Modelos climáticos
Modelos climáticos usam métodos quantitativos para simular as interações da atmosfera , oceanos , superfície da terra e gelo. Eles são usados para uma variedade de propósitos; do estudo da dinâmica do clima e do sistema climático, às projeções do clima futuro. Todos os modelos climáticos equilibram, ou quase equilibram, a energia de entrada como radiação eletromagnética de onda curta (incluindo a visível) para a terra com energia de saída como radiação eletromagnética de onda longa (infravermelho) da Terra. Qualquer desequilíbrio resulta em uma mudança na temperatura média da terra.
As aplicações mais comentadas desses modelos nos últimos anos têm sido seu uso para inferir as conseqüências do aumento dos gases de efeito estufa na atmosfera, principalmente o dióxido de carbono (veja gás de efeito estufa ). Esses modelos prevêem uma tendência ascendente na temperatura média global da superfície , com o aumento mais rápido da temperatura sendo projetado para as latitudes mais altas do Hemisfério Norte.
Os modelos podem variar de relativamente simples a bastante complexos:
Modelo de transferência de calor radiante simples que trata a terra como um único ponto e mede a energia de saídaisso pode ser expandido verticalmente (modelos radiativos convectivos), ou horizontalmente
finalmente, os modelos climáticos globais (acoplados) da atmosfera - oceano - gelo marinho discretizam e resolvem as equações completas para transferência de massa e energia e troca radiante.
A previsão climática é usada por alguns cientistas para prever a mudança climática. Em 1997, a divisão de previsão do Instituto Internacional de Pesquisa de Clima e Sociedade da Universidade de Columbia começou a gerar previsões climáticas sazonais em tempo real. Para produzir essas previsões, foi desenvolvido um amplo conjunto de ferramentas de previsão, incluindo uma abordagem de conjunto multimodal que exigia uma validação completa do nível de precisão de cada modelo ao simular a variabilidade climática interanual.
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