Meteorologia

A meteorologia é uma das ciências que estudam a atmosfera terrestre, que tem como foco o estudo dos processos atmosféricos e a previsão do tempo. Estuda os fenômenos que ocorrem na atmosfera e as interações entre seus estados dinâmicos, físico e químico, com a superfície terrestre subjacente.

Os estudos no campo da meteorologia foram iniciados há mais de dois milênios, mas apenas a partir do século XVII a meteorologia progrediu significativamente. No século seguinte, o desenvolvimento da meteorologia ganhou um ímpeto ainda mais significativo com o desenvolvimento de redes de intercâmbio de dados em vários países. Com a maior eficiência na observação da atmosfera e uma mais rápida troca de dados meteorológicos, as primeiras previsões numéricas do tempo tornaram-se possíveis com o desenvolvimento de modelos meteorológicos no início do século XX. A invenção do computador e da Internet tornou mais rápido e mais eficaz o processamento e o intercâmbio de dados meteorológicos, proporcionando assim um maior entendimento dos eventos meteorológicos e suas variáveis e, conseqüentemente, tornou possível uma maior precisão na previsão do tempo.

A palavra "meteorologia" vem do grego μετέωρος metéōros "elevado; alto (no céu)" (de μετα- meta- "acima" e ἀείρω aeiro "eu levanto") e -λογία -logia "estudo, palavra".

O foco de estudo da meteorologia é a investigação dos fenômenos observáveis relacionados com a atmosfera. Os eventos atmosféricos que são observáveis somente em um amplo período de tempo são o foco de estudo da climatologia. Os fenômenos meteorológicos estão relacionados com variáveis que existem na atmosfera, que são principalmente a temperatura, a pressão atmosférica e a umidade do ar, suas relações e as suas variações com o passar do tempo. A maior parte dos eventos meteorológicos ocorre na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera terrestre, e podem afetar o planeta Terra como um todo ou afetar apenas uma pequena região, e para isso a meteorologia é subdividida para melhor estudar os eventos meteorológicos em escala global, ou eventos estritamente locais.

A meteorologia faz parte de um conjunto de ciências atmosféricas. Faz parte deste conjunto a climatologia, a física atmosférica, que visa às aplicações da física na atmosfera, e a química atmosférica, que estuda os efeitos das reações químicas decorrentes na atmosfera. A própria meteorologia pode se tornar uma ciência interdisciplinar quando se funde, por exemplo, com a hidrologia, tornando-se a hidrometeorologia, que estuda o comportamento das chuvas numa determinada região, ou pode se fundir com a oceanografia, tornando-se a meteorologia marítima, que visa ao estudo da relação dos oceanos com a atmosfera.

As aplicações da meteorologia são bastante amplas. O planejamento da agricultura é dependente da meteorologia. A política energética de um país dependente de sua bacia hidrográfica também pode depender das previsões do tempo. Estratégias militares e a construção civil também dependem da meteorologia, e a previsão do tempo influencia o cotidiano de toda a sociedade.

Equipamentos usados

Cada ciência tem seu próprio conjunto de equipamentos laboratoriais. Na atmosfera terrestre, há uma grande variedade de informações a ser obtidas. A chuva, que pode ser observada ou vista em qualquer lugar e a qualquer hora, foi um das primeiras variáveis meteorológicas a ser medida historicamente. Mesmos as variáveis atmosféricas que não eram vistas diretamente, mas apenas sentidas, já eram conhecidas até o século XVIII; Ferdinando II de Medici já havia inventado o termômetro, para medir a temperatura, Evangelista Torricelli inventou o barômetro, Leone Battista Alberti havia inventado o primeiro anemômetro mecânico e Horace-Bénédict de Saussure inventou o primeiro higrômetro de cabelo tencionado, para medir a umidade do ar.

A coleta de dados numéricos da atmosférica é imprescindível para os meteorologistas. Podem revelar as condições meteorológicas instantâneas ou mesmo as condições futuras. Para a coleta de dados meteorológicos de uma localidade qualquer, é normalmente utilizado uma estação meteorológica, onde estão reunidos todos os equipamentos meteorológicos necessários. Para a coleta de dados meteorológicos em mares e oceanos, uma estação meteorológica pode estar embarcada num navio ou numa boia meteorológica. Entretanto, as medições meteorológicas de superfície não são suficientes. Para a coleta de dados meteorológicos da alta troposfera, faz-se necessário a utilização de radiossondas (balões meteorológicos), radares meteorológicos e estações meteorológicas embarcadas em aeronaves. Os radares meteorológicos realizaram a coleta de dados meteorológicos remotamente, mas o sensoriamento remoto também pode ser feito através de laser (LIDAR) ou por meio da visualização meteorológica feita por satélites meteorológicos.

Os equipamentos meteorológicos mais comuns utilizados em uma estação meteorológica são:

Anemômetros ou anemógrafos - para medir a velocidade do vento; Barômetros ou barógrafos - para medir a pressão atmosférica; Evaporímetros (de tanque ou porosos) - para medir o grau de evaporação de água numa superfície; Heliógrafos - para medir a duração do brilho solar; Higrômetros, higrógrafos, termo-higrógrafos ou psicrômetros - para medir a umidade do ar; Pluviômetros ou pluviógrafos - para medir a precipitação pluvial (chuva); Piranômetro ou piranógrafos - para medir a intensidade da radiação solar; Termômetros, termógrafos, termo-higrômetros, termômetro de máxima e de mínima e termômetros de solo - para medir a temperatura ambiente ou para registrar a sua variação.

Areas da meteorologia

No estudo da atmosfera, a meteorologia pode ser dividida em várias áreas de estudo, dependendo da abrangência temporal, ou da abrangência espacial de interesse. A ciência que estuda a atmosfera por um prolongado período de tempo é a climatologia. Por outro lado, considerando a meteorologia a ciência que estuda os fenômenos físicos da atmosfera terrestre num pequeno período de tempo, desde segundos a dias, a meteorologia separa-se em micrometeorologia, mesometeorologia e a meteorologia sinóptica. Respectivamente, o tamanho geoespacial de cada uma destas três escalas está relacionamento diretamente com os períodos de tempo envolvidos.

A Micrometeorologia

A meteorologia de microescala, a micrometeorologia, é o estudo da atmosfera numa região com menos de 1 ou 2 km de extensão, em geral associada à Camada Limite Atmosférica (CLA), que é a camada inferior da troposfera junto a superfície. A micrometeorologia enfoca seu estudo nos fenômenos na CLA, incluindo os fluxos de energia que se definem na interface superfície-atmosfera, sobre as campanhas experimentais intensivas de medição, estudos e investigações da turbulência atmosférica, nas inter-relações dos fenômenos da CLA com tempestades individuais, nuvens em geral, e na dinâmica de escoamentos complexos associados às heterogeneidades superficiais (rugosidade, fluxos de calor), à presença de construções, colinas e outros obstáculos. 

A Meteorologia de mesoescala

A meteorologia de mesoescala é o estudo dos fenômenos atmosféricos que ocorrem dentro dos limites da escala sinóptica, mas que também ocorre verticalmente em toda a troposfera, podendo alcançar a tropopausa ou mesmo a camada mais inferior da estratosfera. O período de tempo de estudo de fenômenos meteorológicos de mesoescala pode abranger um dia ou várias semanas. Os eventos meteorológicos mais comuns estudados pela meteorologia de mesoescala são tempestades, linhas de instabilidade, frentes, e bandas de precipitação em ciclones tropicais e extratropicais. Além disso, a meteorologia de mesoescala estuda os fenômenos meteorológicos gerados pela orografia, como a brisa ou ondas estacionárias.

A meteorologia sinótica

A meteorologia sinótica é o estudo da atmosfera terrestre em grande escala, sendo possível a observações de alterações sinóticas (de pressão atmosférica) horizontais e os eventos meteorológicos associados. Os fenômenos atmosféricos que são explicados pela meteorologia sinótica incluem ciclones tropicais e extratropicais, zonas frontais, correntes de jato, bloqueios atmosféricos e as ondas de Rossby. Todos estes fenômenos podem ser descritos em um mapa meteorológico dentro de um período de tempo específico. A extensão mínima de estudo da atmosfera feita pela meteorologia sinótica é a distancia entre estações meteorológicas.

A meteorologia de escala global

A meteorologia de escala global é o estudo dos padrões atmosféricos relacionados ao transporte de calor dos trópicos aos polos. Oscilações periódicas da atmosfera em grande escala também é o alvo de estudo da meteorologia de escala global. Tais oscilações podem abranger um período de tempo maior do que um ano, como os efeitos do El Niño.

A meteorologia é uma ciência interdisciplinar, ou seja, pode-se aliar com outras ciências para que o processo da dinâmica da atmosfera possa ser mais entendida. Além disso, existem ainda outras subclassificações da meteorologia para aprofundamento do entendimento dos fenômenos meteorológicos.

Meteorologia física, que estuda os processos físicos envolvidos na formação dos eventos meteorológicos. A meteorologia física pode ser divida em várias outras subclassificações, desde a termodinâmica atmosfera, que faz parte do estudo da atmosfera dentro do estudo da mecânica dos fluídos, até o comportamento caótico da atmosfera; Hidrometeorologia, que é o estudo da evolução da água existente na atmosfera em suas diversas formas: estado sólido (granizo, gelo, neve), líquido (chuva, orvalho) ou de vapor (ciclo de evaporação).

Agrometeorologia, que trata da interferência do clima e do tempo na agronomia. Biometeorologia, que estuda a interação entre os seres vivos e a atmosfera, tais como os efeitos da poluição do homem e efeitos do clima sobre a vegetação a e biodiversidade em espaços de tempo curtos. A sensação térmica é alvo de estudo da biometeorologia. Meteorologia aeronáutica e a meteorologia náutica ou marítima tratam de aplicações das pesquisas meteorológicas e climatológicas para melhorias no setor aéreo e náutico. Meteorologia de latitudes médias, que se dedica a estudar os processos e fenômenos atmosféricos que ocorrem entre 23° e 60° de latitude. Meteorologia tropical, que estuda os processos e os fenômenos atmosféricos típicos das regiões tropicais (entre 0° e 23°). Meteorologia urbana, que estuda a ilha de calor urbana, a camada limite urbana, o conforto ambiental dos cidadãos, entre outros.

A Hidrometeorologia

A hidrometeorologia é o ramo da meteorologia que lida com o ciclo hidrológico, com o balanço hídrico e com os dados estatísticos de chuvas. Os hidrometeorologistas preparam e emitem previsões de acumulação (quantitativo) de precipitação (chuva e neve), e destacam as regiões que podem vir a sofrer com as enchentes.