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Desde épocas remotas, o homem tem observado e procurado desvendar o comportamento das intempéries naturais, ora com curiosidade, ora com receio, ora para se planejar. Para isso, foi necessário que os nossos ancestrais gradativamente superassem a condição de meros observadores das intempéries naturais para atingirem um estágio de conhecimento tal, em que foi possível apresentar explicações compatíveis com os fenômenos atmosféricos por eles observados. Assim deixou-se de atribuir, aos deuses e/ou às entidades mitológicas a eles associadas, as causas quanto à espacialidade e a temporalidade da presença de chuvas, ventos, trovões e períodos de secas etc. Ou seja, o conhecimento humano foi capaz de explicar a importância de se investigar os elementos do ar, por exemplo. Dessa forma, surgia a necessidade de se registrar as condições que caracterizam o estado atmosférico para que a dissociação entre a questão abstrata e a condição física da atmosfera pudesse ser assim identificada. Assim sendo, coube aos gregos (século VI) e a suas navegações pelo mar Mediterrâneo fazer os primeiros registros do comportamento diferenciado das características climáticas prevalecentes em cada local e/ou região. Com isto, foi possível descrever um conjunto de condições meteorológicas predominantes, que, no decurso de um intervalo de tempo curto e na sua sucessão natural, permitiu ao homem identificar a identidade climática característica desses locais e/ou regiões. Estado atmosférico Conjunto de condições atmosféricas prevalecentes num determinado lugar, num curto período de tempo, ou seja, num único dia, ele pode variar bastante: amanhece com sol e calor, depois fica nublado e, à noite, chove e faz frio. Aula 1 – Introdução à climatologia 11 Povos antigos, egípcios, chineses, gregos e romanos, por exemplo, já faziam referência ao tempo meteorológico com base nas informações dos astros. Ou seja, por meio do movimento do Sol, das estrelas e dos planetas, os antigos egípcios eram capazes de prever as estações e as cheias do rio Nilo, tão importante para sua sobrevivência. Da mesma forma que os curdos foram capazes de, no século IX, correlacionar efeitos do clima na agricultura. Até que, Aristóteles em 340 a.C., ao escrever o tratado sobre filosofia natural “meteorológica” falava à sua maneira filosófica e especulativa sobre o tempo, o clima, sobre astronomia, geografia e química. Para ele, tudo de origem celeste (nuvens, chuvas, neve, granizo, trovões etc.) era denominado de meteoros, daí o nome Meteorologia. Assim suas ideias e conceitos permaneceram por mais de dois mil anos. De fato, o surgimento da meteorologia como uma ciência natural genuína não aconteceu até a invenção dos primeiros instrumentos meteorológicos na Idade Média, período em que a cultura clássica é resgatada notadamente através da invenção dos primeiros instrumentos meteorológicos, o que permitiu que as observações passassem de contemplativas e qualitativas a instrumentais e quantitativas. A primeira dessas invenções foi o higrômetro, muito embora os filósofos gregos parecessem entender os fundamentos de como a água circulava entre a superfície e a atmosfera até mesmo sem instrumentos. Foi a necessidade de se conhecer como a água em seu estado de vapor se movimentava para a atmosfera que conduziu o matemático alemão Nicholas de Cusa, em 1450, à invenção do higrômetro. Logo após, surgiu o cata-vento de Leonardo da Vinci, que grosseiramente media a intensidade e a direção dos ventos. E, depois, Galileu (1593) inventou o termômetro. Atribui-se a Evangelista Torricelli, discípulo de Galileu, a invenção do barômetro em 1643. Sendo que ao longo do século XVII, Fahrenheit (1714) constrói o primeiro termômetro de mercúrio, que foi o primeiro equipamento meteorológico a conter uma escala fidedigna para Idade Média Conjunto de transformações culturais, políticas, sociais e econômicas, ocorridas nos povos da Europa ocidental. Nessa época, ocorreram eventos de grande repercussão: a renovação da vida urbana, após um longo período de vida rural, girando em torno dos castelos e mosteiros; o movimento das Cruzadas, a restauração do comércio, a emergência de um novo grupo social (os burgueses) e, sobretudo, o renascimento cultural com um forte matiz científico-filosófico, que preparou o caminho para o renascimento italiano, eminentemente literário e artístico. Climatologia Geográfica 12 monitorar temperaturas baixas (congelamento da água – 32°F) e altas (ebulição da água – 212°F). Coube ao astrônomo sueco, Anders Celsius (1742), propor uma escala centesimal para os termômetros, mais fácil de usar para trabalhos científicos. Celsius definiu como ponto de congelamento da água a graduação cem (100) e como ponto de ebulição, a graduação zero (0). O inverso desta escala (0°C = congelamento; 100°C = ebulição) é adotada atualmente. Em 1862, Lord Kelvin, matemático escocês e físico, redefiniu a escala de temperatura Celsius (°C) para que iniciasse do zero, surgindo, assim, uma escala que mede temperatura absoluta (°K), a escala Kelvin. A escala Kelvin foi calibrada em termos da energia e, como energia é uma grandeza positiva, não existem temperaturas negativas nessa escala. Então, o zero é a temperatura mais baixa possível, chamado de zero absoluto ou zero Kelvin. Essa temperatura corresponde a −273,15o C. Temperatura absoluta Temperatura é reconhecida cognitivamente como o nível de calor que existe no ambiente, resultante, por exemplo, da ação dos raios solares ou do nível de calor existente num corpo. Temperatura absoluta: a que não depende de medida nem da substância ou propriedade utilizada para medi-la e que usualmente é medida na escala Kelvin. Para converter valores de temperatura de graus Celsius para Kelvin, é necessário somar 273 ao valor em graus Celsius. Aula 1 – Introdução à climatologia 13 Uma das mais brilhantes teorias científicas dessa época foinos apresentada pelo iniciante astrônomo Nicolau Copérnico (1473 − 1543), o heliocentrismo. Assim foi possível se demonstrar a influência da rotação da Terra na camada de ar adjacente à sua superfície − atmosfera. Como consequência, apresentaram-se teorias sobre a atmosfera terrestre e concluiu-se que áreas diferenciadas do planeta Terra são expostas ao calor emitido pelo Sol de tal forma que não recebem a mesma proporção de radiação solar durante o ano. Vejamos agora uma lista de importantes descobertas e invenções que a ciência proporcionou: • O primeiro pluviômetro, construído na China, em 1245, só foi utilizado em 1639 para nos ajudar a mensurar o volume de água precipitada sobre um local e/ou região na Europa. Coube a Leone Batista Alberti desenvolver um anemômetro de placa oscilante, sendo considerado como primeiro instrumento capaz de medir a velocidade do vento, precisamente, desde Da Vinci na Idade Média. • Na Itália, surge, em 1654, a primeira rede de coleta de dados meteorológicos europeia, que consistia de estações distribuídas em Florença, Cutigliano, Bolonha, Parma, Milão, Innsbruck, Osnabrück, Paris e Varsóvia. Os dados nela coletados eram enviados para central em Florença, em intervalos de tempo regulares. • A invenção do telégrafo, em 1843, permitiu o intercâmbio de dados meteorológicos que permitiram a elaboração de cartas sinóticas, associando isóbaras e condições de tempo (chuva, cobertura do céu e ventos). • Halley apresenta um estudo, em 1686, sobre ventos alísios e monções e identifica o aquecimento solar como causa desses movimentos. Até que, por volta de 1920, o conceito de massas de ar e frentes foi então formulado. Heliocentrismo Teoria segundo a qual a Terra e os outros planetas moviam-se em torno do Sol. E não com até então se acreditava que a Terra era como um centro fixo, em torno do qual giravam os demais corpos celestes. Climatologia Geográfica 14 Após esse período, saltos expressivos nas ciências atmosféricas foram cada vez mais constantes, pela necessidade de se expandir a produtividade agrícola e/ou para a melhoria da circulação das mercadorias, produzidas entre as zonas produtoras. No entanto, foi no período entre as duas grandes guerras mundiais que o monitoramento da dinâmica atmosférica para preparação das estratégicas de defesa e ataque foi marcante. Inúmeros instrumentos para o monitoramento dos elementos atmosféricos contribuíram para elaboração de metodologias para previsão do tempo. Observações de temperatura, umidade e pressão atmosférica, através de balões meteorológicos, possibilitaram-nos a visão tridimensional da nossa atmosfera. Assim, teorias para interpretação dos fenômenos atmosféricos, com propósito utilitário, foram desenvolvidas e redes mundiais foram sendo espalhadas sobre o globo terrestre – facilitando o apoio à previsão diária do tempo meteorológico. Até que, com a invenção dos computadores, na década de 1950, a meteorologia deu outro grande salto e passou a resolver equações que descrevem o comportamento da atmosfera. E em 1960, o primeiro satélite meteorológico (Tiros I) lançado colocou a meteorologia na era espacial. Esse artefato permitiu que uma série de dados coletados sobre o globo terrestre fosse, em tempo real, repassada para diferentes centros de previsão meteorológica espalhados pelo mundo. A partir daí, a meteorologia progrediu através das seguintes fases: 1. Do uso desses instrumentos ao acúmulo sistemático de dados meteorológicos por eles coletados. 2. Classificação e organização de dados acumulados, com o propósito de descobrir e descrever os estados do tempo. 3. Desenvolvimento de teorias físicas para interpretar e coordenar os processos atmosféricos.