quarta-feira, 13 de abril de 2011

Plano de Aula da Revista Nova Escola para trabalhar a Climatologia

Bons ventos para estudar as propriedades de clima e tempo

Este plano de aula está ligado à seguinte reportagem de VEJA: Tempo bom? Leve o guarda-chuva - 15/03/2000
Objetivos

Identificar as diferenças conceituais entre clima e tempo meteorológico e as razões das dificuldades na previsão do tempo
Introdução
Fazer previsões meteorológicas é um risco. A reportagem de VEJA mostra isso e muito mais. É um verdadeiro guia para uma aula sobre meteorologia e climatologia. Este plano de trabalho traz diversas propostas interessantes para mostrar aos alunos a complexa dinâmica e a abrangência de escalas que os fenômenos atmosféricos apresentam.
Atividades
1. Após a leitura da reportagem, verifique se os alunos sabem qual a diferença entre fenômenos climáticos e meteorológicos (clima e tempo). Por que existe tal divisão? Trabalhar com esses conceitos é muito útil, porque nos permite captar duas dimensões do sistema atmosférico. O tempo meteorológico pode ser entendido como o conjunto de manifestações do clima num dado momento, em determinado local. O clima, por sua vez, é o comportamento médio do tempo numa região, em um determinado período. Em geral, é preciso fazer nada menos do que trinta anos de observações para se chegar à definição de um tipo climático. A meteorologia é a ciência da atmosfera em sua totalidade, com a qual se pode avaliar o estado físico e químico dela e suas interações com a superfície terrestre. Já a climatologia é o estudo científico do clima.

2. Conhecidas essas definições, pergunte se a semelhança entre tempos meteorológicos (temperatura, umidade e chuvas) em duas regiões bem diferentes - Montreal, no Canadá, e Brasília, por exemplo - indica que ambas possuem o mesmo clima. Os alunos devem pesquisar os tipos climáticos das regiões das duas cidades. Depois disso, explique por que o tempo meteorológico às vezes coincide em climas diferentes.

3. Peça que a turma verifique a que tipo climático pertence a sua cidade e estude as características básicas dele. Em seguida, os alunos podem comparar o tempo meteorológico de dois ou três dias seguidos com as características médias do tipo climático local.

4. Destaque outras ocorrências naturais da Terra que também apresentam dinâmica muito complexa, e por isso são difíceis de prever. É o caso das correntes marinhas ou dos movimentos tectônicos, esses últimos responsáveis por terremotos, maremotos e pelo vulcanismo. Na reportagem "Sexo à Moda Romana" seus alunos poderão ver um dos casos mais notáveis de erupção vulcânica, o do Vesúvio. Pergunte o que esses fenômenos têm de semelhante com o sistema atmosférico. Fale das trocas de energia e matéria entre ambos. Use como referência a seguinte afirmação, de um climatólogo: "...os quatro domínios globais - a atmosfera, a hidrosfera, a litosfera e a biosfera - não se superpõem uns aos outros, mas continuamente permutam matéria e energia entre si".

5. Aprofunde a discussão sobre as definições de clima e tempo meteorológico. Alguns autores, quando tratam dos fenômenos da superfície terrestre, dão primazia à ação do sistema atmosférico. Afirmam que, nos estudos científicos dos sistemas naturais, os fenômenos do tempo meteorológico e do clima ocupam uma posição explicativa decisiva. Outros, no entanto, consideram que, se o sistema atmosférico repercute em tudo, ele também seria abalado pela relação com outros sistemas naturais. E sustentam que as ocorrências meteorológicas e climáticas não podem ser compreendidas se não verificarmos como os outros fatores ambientais interferem no clima.

6. Mostre, então, como os fatores ambientais interferem no clima. Ele pode ser alterado pela ação humana? Em dimensões regionais, isso é possível e acontece. Na escala do planeta, o que o homem faz é apenas aperfeiçoar um controle passivo, ou seja, a previsão e a prevenção dos fenômenos atmosféricos, tal como mostra a reportagem. Incremente a discussão com as duas questões a seguir:

Sem saber, não estaria o homem afetando o clima em escala planetária - aquecimento da Terra pelo efeito estufa, buraco na camada de ozônio? Assim, embora não consiga mudar a atmosfera, ele pode desequilibrá-la, como defendem os ambientalistas;

Em que medida o homem muda o clima? Será que plantar uma parede de árvores numa grande área agrícola, para impedir ventos, é uma alteração que ilustra esse caso? Você conhece ações humanas que tenham mudado o clima? De que modo elas fizeram isso?

A dinâmica atmosférica

Mostre como ocorre a circulação do ar. O calor da superfície terrestre leva o ar para as camadas superiores da atmosfera. No Equador, esse movimento do ar quente faz com que as camadas inferiores sejam imediatamente ocupadas por ar mais frio vindo de latitudes adjacentes, ao Norte e ao Sul. Disso resulta um movimento nas camadas inferiores de ar frio dos pólos em direção ao Equador. Nas camadas superiores, o percurso do ar aquecido se dá em sentido inverso: do Equador para os pólos (veja o quadro “Previsões Populares”). Graças a essa circulação formam-se as regiões de alta e baixa pressão do planeta.
O ar aquecido carrega consigo vapor de água, que se condensa formando as nuvens. Nas partes altas, ele se resfria, perde umidade e se desloca para os pólos. Depois de frio e seco, desce e forma uma zona de alta pressão, onde em geral sopram os ventos formadores de desertos. Uma parte do sertão nordestino é afetada por uma zona desse tipo.

Previsões populares

Um tema curioso e elucidativo é o das previsões atmosféricas de raízes populares. Na tentativa de fazer prognósticos sobre as condições do tempo, cada grupo humano mobiliza os recursos disponíveis em sua cultura. Dê um exemplo: para os Desâna, um grupo indígena da Amazônia, o aparecimento de certas constelações de estrelas no céu anuncia um período de chuvas. Outro caso digno de nota é o dos profetas sertanejos, que atuam no semi-árido nordestino. Pela observação de aspectos sutis da natureza, eles predizem um inverno chuvoso ou seco. Para esses profetas, animais e plantas carregam valiosas informações meteorológicas. A presença das pombas asa-branca é uma esperança de chuva. Quando elas se vão, significa que haverá um longo período de seca. A estrela de Magalhães (planeta Vênus) passando para o poente, a casa de joão-de-barro com entrada voltada para o poente, as carnaubeiras carregadas em outubro ou as formigas mudando de vivenda, à procura de abrigo, são sinais de uma boa estação chuvosa. Tais conhecimentos são valiosos e não podem ser desprezados. Levante com os alunos os modos populares de se fazer previsão de tempo em sua região e cultura. O que é considerado? Lua, céu estrelado, direção de ventos? Procure verificar com eles os fundamentos dessas previsões populares.

Bibliografia
Processos Interativos: Homem - Meio Ambiente, D. Drew, Bertrand Brasil
Consultoria Jaime Oliva
Professor de Geografia

Tempo bom?

Leve o guarda-chuva Ainda é mais fácil enviar uma sonda a Júpiter do que prever se vai chover no fim de semana

Alexandre Mansur

O Serviço Nacional de Meteorologia dos Estados Unidos colocou uma brincadeira em sua página na internet. É uma sátira à forma como se faz previsão do tempo no país mais rico do mundo. Primeiro, aparelhos modernos, como satélites e radares, medem as condições da atmosfera. Depois, poderosos supercomputadores processam um volume absurdo de informações. Finalmente, com os relatórios em mãos, o meteorologista lança uma moeda no ar. Se der cara, vai chover. Se for coroa, é sol. A piada, feita pelos próprios homens do tempo, mostra como é complicado e, geralmente, frustrante tentar prever o comportamento do clima. No mundo todo, os serviços de meteorologia contam com sete satélites, 13 000 estações de medição, outros milhares de aviões, navios e balões atmosféricos, supercomputadores de última geração e orçamentos bilionários. Ainda assim, continuam errando.

Quando se trata de prever as condições meteorológicas num período superior a cinco dias de antecedência, a margem de erro chega a ser dramática. Nesse caso, a possibilidade de um prognóstico equivocado é de 50%, a mesma do lance de uma moeda. As probabilidades de acerto aumentam à medida que se reduz o período coberto pela previsão, até chegar a uma margem de apenas 2% para o dia seguinte. Ainda assim, são tão complexos os elementos envolvidos nesse tipo de equação que até o computador do Serviço Nacional de Meteorologia americano (NWS), capaz de fazer 2,5 bilhões de cálculos por segundo, pode errar feio. Veja alguns exemplos nos quadros que ilustram a reportagem.

Prejuízos e tragédia – A exatidão meteorológica se transformou num dos maiores desafios da ciência para o século XXI. Hoje, é mais fácil enviar uma sonda espacial ao planeta Júpiter que fazer a previsão do tempo com 100% de acerto. O desafio envolve muito mais do que satisfazer a curiosidade de viajantes interessados em saber se fará sol ou se choverá durante o passeio programado para o fim de semana. Antecipar a notícia sobre furacões, ciclones, enchentes e tempestades de neve serve também para evitar perdas milionárias na agricultura ou a morte de centenas ou milhares de pessoas nesse tipo de tragédia. Por essa razão, apenas nos Estados Unidos gasta-se 1,5 bilhão de dólares por ano para saber como será o tempo nas próximas horas ou daqui a uma semana.

Há vitórias importantes nessa área. Em setembro do ano passado, o serviço de meteorologia identificou a chegada do furacão Floyd à costa leste americana, permitindo que 3 milhões de pessoas fossem conduzidas para áreas mais protegidas. No Brasil, três dias antes da tempestade que inundou o sul de Santa Catarina, no começo do ano, a meteorologia divulgou alertas para os pescadores, que ficaram no cais, em segurança. "Atualmente, nossa previsão de três dias é mais segura do que a de 24 horas duas décadas atrás", compara John Kelly, diretor do NWS. Apesar disso, para os cientistas o mecanismo que rege a atmosfera continua a ser tão complexo quanto o funcionamento do cérebro humano.

Terra virtual – Há um século, quando a meteorologia pouco tinha de científica, na Europa emissários a cavalo e pombos-correios levavam as informações sobre as condições do tempo de uma capital a outra, tentando antecipar o que poderia acontecer. As previsões eram baseadas em observações feitas por curiosos que estudavam as nuvens e os ventos. Hoje, o estudo meteorológico é uma operação em escala planetária, coordenada pela Organização Mundial de Meteorologia, WMO. Todo dia, mais de 1 milhão de informações são coletadas, reunidas e enviadas para os grandes centros do mundo. Essas observações são feitas por satélites, estações automáticas, balões, bóias oceânicas e até aviões comerciais em todos os cantos do planeta (veja animação em Shockwave Flash). Os dados globais abastecem supercomputadores dos centros de meteorologia como o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Projetadas para descrever o comportamento da atmosfera, essas máquinas criam uma espécie de Terra virtual, como num videogame. A partir daí, equações complexas tentam antecipar o comportamento dos ventos e da temperatura e a evolução das condições atmosféricas nos dias seguintes em cada ponto do globo terrestre. Com essa informação na tela do computador e comparando com outras medições locais, como as imagens de radar, o meteorologista faz a previsão do tempo.

Acontece que os dados coletados ainda estão longe de ser perfeitos. Há pontos do planeta em que a informação costuma ser esparsa e truncada por falta de equipamentos para essa coleta. No Hemisfério Sul, não há bóias oceânicas em quantidade suficiente para cobrir toda a superfície líquida. A informação fornecida por navios mercantes e aviões comerciais não é tão abundante quanto nas grandes rotas comerciais no Hemisfério Norte. Mesmo em terra firme, a América do Sul tem poucas estações meteorológicas. O ideal seria uma estação a cada 10 quilômetros. Em alguns lugares, como a Amazônia, só há uma a cada 500 quilômetros. Algumas são tão remotas que não há como conferir os dados em caso de falhas de transmissão ou defeitos do equipamento. Radares que medem a chegada de nuvens pesadas têm as ondas refletidas em acidentes geográficos, o que limita o campo de visão.

Os meteorologistas também encontram dificuldades para obter detalhes importantes da atmosfera, como a direção e a velocidade dos ventos em diferentes altitudes. Completamente caóticos, esses deslocamentos de ar tornam praticamente impossível saber se vai chover numa determinada hora em um lugar específico do globo. Em 1961, o pesquisador Edward Lorenz, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, descobriu que flutuações aparentemente insignificantes nos dados que alimentam os supercomputadores podem alterar drasticamente as previsões. E cunhou uma comparação que ficou famosa: o bater das asas de uma borboleta na Ásia podia provocar uma tempestade na América.

Há dois anos, meteorologistas americanos tiveram uma prova disso. No dia 19 de fevereiro de 1998, uma quinta-feira, os computadores previram que uma tempestade se abateria sobre o Estado de Louisiana no domingo seguinte. Por sorte, um meteorologista que estava sobrevoando o Oceano Pacífico fez uma ligeira alteração nas medições que previam o deslocamento da tempestade: um jato de ar que soprava junto à costa do Alasca estava se movendo um pouco mais rápido que o esperado. Refeitas as contas, os técnicos descobriram, atônitos, um cenário completamente diferente. A tempestade, na verdade um tornado mortal, passaria sobre Orlando, na Flórida. Nos arredores dos trópicos é sempre assim. A previsão do tempo é muito mais difícil e repleta de sutilezas.

Chuva torrencial – Nas áreas de clima temperado, o que determina as chuvas e as nevascas é a entrada das frentes frias. Como são grandes e se movem lentamente, elas têm um comportamento bastante previsível. Já nos trópicos, essas formações desempenham um papel menos importante. As grandes tempestades que provocam inundações e tragédias são gestadas rapidamente durante o dia, quando o sol forte aumenta a evaporação e faz grande quantidade de umidade subir para a atmosfera. Formam-se nuvens carregadas que despejam uma chuva torrencial. Radares estrategicamente colocados podem identificar as nuvens em formação e anunciar uma pancada de chuva com três horas de antecedência. Mas, no dia anterior, é impossível prever com exatidão onde os pingos vão cair.

Por esse motivo, no verão o Instituto Nacional de Meteorologia, Inmet, consegue acertar apenas 87% das previsões para o dia seguinte. No inverno esse índice sobe para 92%. "Podemos saber se o verão será mais chuvoso, mas nunca vamos adivinhar onde vai chover", diz Augusto de Athayde, diretor do Inmet. Esse é o ponto crítico da previsão do tempo. Hoje, os meteorologistas já conseguem reproduzir a superfície da Terra com uma precisão de 100 quilômetros. É bom, mas ainda não o suficiente.

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