UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁEAM 510 - FUNDAMENTOS DE METEOROLOGIA

Pontos, linhas e planos de referência

Movimentos da Terra;

Sistemas de coordenadas;

Estações do ano e

Comprimento do dia

1. PONTOS, LINHAS E PLANOS DE REFERÊNCIATerra:

1 eixo de rotação, cujas extremidades constituem os pólos verdadeiros ou geográficos (norte e sul);

Plano equatorial: divide em dois hemisférios (boreal e austral);

Plano meridional: divide em dois lados (leste e oeste);

Planos paralelos ao equador que interceptam o globo são chamados de paralelos;

Semiplanos perpendiculares ao plano do equador que interceptam o globo são chamados de meridianos

1. PONTOS, LINHAS E PLANOS DE REFERÊNCIA

Terra:Cada meridiano começa em um pólo e termina em outro, sendo (+) para o lado leste e (-) para o lado oeste;

Os paralelos são (+) para o norte e (-) para o sul;

2. MOVIMENTOS DA TERRA.

A terra tem 3 movimentos: Translação (terra gira ao redor do sol): terra leva

365,249 dias para dar a volta ao redor do sol (1 ano); Rotação: Terra gira em torno do seu próprio eixo, com

duração de 23’ 56’’ (1 dia); Precessão: movimento do eixo de rotação da Terra em

relação ao plano da sua órbita, cuja duração é de aproximadamente 26.000 anos.

Distâncias:mínima (periélio): 147,1 x 106 km máxima (afélio): 152,1 x 106 km média:149.597.870,691 km (1 UA)Em relação aos focosPeriélio (01/01)Afélio (01/07)

2. MOVIMENTOS DA TERRA.

O movimento de translação é o responsável pela variação do comprimento do dia e variação da distribuição da radiação solar (translação + inclinação do eixo terrestre são responsáveis pela ocorrência das estações do ano; O movimento de rotação é responsável pelo dia e noite; Precessão não tem importância para a meteorologia.

Uma expressão matemática permite estimar a relação aproximada entre a distância média e a distância Terra–Sol (d) em determinado dia do ano (Spencer, 1971):

d

2d

1,00011 0,034221cos 0,00129send

0,000719cos 2 0,000077sen2

n 12

365

n = dia do ano (1,...,365)

3. SISTEMAS DE COORDENADAS

Serve para localizar ou definir qualquer ponto na superfície terrestre.

Existem 2 tipos de coordenadas, sendo a coordenada geográfica a mais utilizada (planas ou cartesianas e geográficas);

As coordenadas geográficas são linhas imaginárias que descrevem a localização de um evento meteorológico ou de um ponto sobre a superfície.

As coordenadas geográficas são compostas pela: longitude (λ), latitude (φ) e altitude (H);

Cartesianas (X,Y). Exemplo origem (0,0)

Cartesianas Projeções cartográficas (ao representar a superfície no plano há deformações). As projeções mais usadas: Albert, Mercator, Lambert, UTM,...

Geográficas (φ , λ, H)

3. SISTEMAS DE COORDENADAS

Longitude (λ): É o ângulo formado entre o meridiano de referência (Greenwich) e o meridiano local. Possui uma variação de 0º à 180º W ou E e convencionou-se que longitudes E são (+) e longitudes W são (-);

Brasil está entre as longitudes: -35º à -75º (W)

W – a cada 15º diminui 1 hora

E – a cada 15º aumenta 1 hora

3. SISTEMAS DE COORDENADAS

Latitude (φ): É o ângulo formado entre o raio terrestre que passa pelo observador e a sua projeção sobre o plano do Equador. Pontos sobre o mesmo paralelo possuem mesmo valor de latitude. Possui uma variação de 0º à 90º N à S e convencionou-se que latitudes N são (+) e latitudes S são (-);

Brasil está entre as latitudes: 5º (N) à -34º (S)

3. SISTEMAS DE COORDENADAS

Altitude (H’): Representa o seu desnível em relação ao nível médio dos mares.

H’

Não confundir altitude com "altura" e "cota". A altura de um ponto é a distância vertical que o separa de um plano arbitrário de referência. Em topografia, o termo cota é empregado com o mesmo significado; apenas o plano de referência, para a execução de levantamentos altimétricos, é escolhido sob o plano do horizonte, podendo ou não coincidir com o nível médio do mar.

15º = 1 hora(+)(-)

(-)

(+)

Coordenadas de Itajubá: 22º 30’ 30’’ lat S

45º 27’20’’ long W

Altitude: 1.746 m (ponto mais alto) 830 m (ponto mais baixo)

4. RELAÇÕES ENTRE OS SISTEMAS E AS COORDENADAS

Plano de elíptica: é o plano que contém a órbita da terra em torno do sol e, o centro da terra e o centro do sol a qualquer instante. Em outras palavras é o plano imaginário que contém o centro da terra, do sol e da órbita terrestre.

O plano da elíptica ao interceptar a Terra forma sobre a superfície uma linha imaginária – linha da elíptica.

Linha da elíptica

4. RELAÇÕES ENTRE OS SISTEMAS E AS COORDENADAS

Declinação solar δ: É o ângulo formado pela linha que une o centro da terra ao sol com o plano do equador

Linha da elíptica??

δ

δ

Os valores extremos de δ são chamados de solstícios e os valores δ = 0º são chamados de equinócios

Temos 2 solstícios e dois equinócios. Qual período???

n =numero do dia do anoδ= declinação solar em graus

365/)284º*(360º*45,23 nsen

4. RELAÇÕES ENTRE OS SISTEMAS E AS COORDENADAS

n =numero do dia do anoδ= declinação solar em graus 365/)284º*(360º*45,23 nsen

Calcular a declinação solar para:

4. RELAÇÕES ENTRE OS SISTEMAS E AS COORDENADAS Linha Zênite-Nadir Z-Z’: Designemos por P um ponto qualquer localizado na superfície terrestre. A partir deste ponto, tracemos o diâmetro do planeta. A partir do ponto P, o sentido contrario ao centro da terra é denominado Zênite e o sentido ao centro da terra é denominado Nadir, daí o nome para esta linha imaginaria de linha Zênite-Nadir.

Zênite: é a vertical do local, correspondendo ao prolongamento do raio terrestre no ponto considerado.

4. RELAÇÕES ENTRE OS SISTEMAS E AS COORDENADAS

Ângulo Zenital: ângulo formado entre os raios solares e o zênite. Varia de 0º à 90º;

Culminação do sol no Zênite: Os raios solares somente culminam no zênite em uma superfície horizontal na região compreendida entre os trópicos. Em cada trópico, uma vez ao longo do ano. Entre os trópicos ocorre duas vezes ao longo do ano. Quando???

Verão e inverno ou

Outono e primavera

21/06 trópico de câncer21/12 trópico de capricórnio

22/03 Equador22/09 Equador

4. RELAÇÕES ENTRE OS SISTEMAS E AS COORDENADAS

21/06 trópico de câncer – sol culmina 23,47 N21/12 trópico de capricórnio – sol culmina 23,47 S

22/03 Equador – sol culmina na latitude de 0º22/09 Equador – sol culmina na latitude de 0º

A declinação (δ), em um dado instante, equivale à latitude do local aonde o astro culmina zenitalmente nesse mesmo instante.

5. ESTAÇÕES DO ANO

δ=0º

δ=23º27’

δ=23º27’

δ=0º

solstício de dezembro o Sol culmina zenitalmente em umponto do Trópico de Capricórnio

6. DURAÇÃO ASTRONÔMICA DO DIA (N)

Duração astronômica do dia: Sinônimo de comprimento do dia ou fotoperíodo.

É o período de luminosidade existente entre o nascer e pôr do sol, ou seja, é o período de tempo o qual o sol permanece acima do plano do observador.

Qual movimento da Terra é responsável por este fenômeno?

Existe luminosidade antes e depois do sol aparecer!Crepúsculo: refere-se ao período de luminosidade existente entre a escuridão e o nascer ou o pôr do sol.

6. CÁLCULO DA DURAÇÃO ASTRONÔMICA DO DIA (N)

Cálculo pode ser feito:

A) Ângulo do nascer do sol (H): ângulo que a terra deve girar, a partir do instante do nascimento até a culminação do sol

φ= latitude em graus;δ=declinação solar em graus

B) Comprimento do dia, insolação máxima ou fotoperíodo (N)

H = arccos[-1*tg φ *tg δ)]

N = 2/15*HN = 0,1333*arccos[-1*tg φ *tg δ)]

O Sol estando acima do plano do observador, ele sempre será visível??

6. CÁLCULO DA DURAÇÃO ASTRONÔMICA DO DIA (N)

•Na primavera e no verão de cada hemisfério φ e δ têm sinais iguais (em outras palavras: –tg φ .tg δ < 0 o que implica H > que 90º) e, assim, o fotoperíodo é superior a 12 horas;

•No outono e no inverno de cada hemisfério os sinais de φ e δ são opostos (resultando H < 90º) o que conduz a um fotoperíodo inferior a 12 horas;

•Para qualquer latitude tem-se –tg φ .tg δ = 0 quando a declinação do Sol é nula, revelando que o fotoperíodo é de 12 horas na data dos equinócios;

•E quando a latitude for 0º, encontra-se, também, –tg φ .tg δ = 0, independentemente do valor da declinação do Sol e, portanto, qualquer que seja a época do ano, o fotoperíodo no equador será sempre igual a 12 horas.