Modelo | Ciência interdisciplinar |
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Parte de | Ciências atmosféricas , geografia física , meteorologia , oceanografia , física |
A climatologia é o estudo do clima e do estado médio da atmosfera, ou seja, a sucessão das condições meteorológicas ao longo de longos períodos de tempo. É um ramo combinado da geografia física e da meteorologia , sendo o estudo do clima de curto prazo o campo da meteorologia operacional. O climatologista, ou climatologista, é um especialista que estuda as variações locais e temporais dos climas usando dados estatísticos de várias áreas que afetam o clima.
Se a climatologia está principalmente interessada no estudo e classificação dos climas existentes na terra, parte da disciplina também lida com a interação entre o clima e a sociedade ; seja a influência do clima no Homem ou do Homem no clima.
Em geral, o clima varia pouco, em um determinado local do globo, em um período da escala do século . Mas ao longo dos tempos geológicos, o clima pode mudar dramaticamente. Por exemplo, a Escandinávia passou por várias eras glaciais nos últimos milhões de anos. O estudo dos climas passados é paleoclimatologia . Este estudo baseado na história humana é denominado climatologia histórica .
A climatologia é composta por uma infinidade de disciplinas científicas. Inclui, entre outros, os astrofísicos interessados na quantidade de energia solar recebida pela terra, os dinâmicos da atmosfera que se interessam pelas trocas de energia entre as diferentes camadas da atmosfera, os químicos da atmosfera que estudam a composição do ar, oceanógrafos, glaciologistas, vulcanologistas, geofísicos, bioquímicos, biólogos, etc. É a soma dos conhecimentos de cada uma dessas disciplinas que permite obter uma compreensão global da história do nosso clima, bem como fazer projeções para prever estatisticamente a sua evolução.
O conhecimento de muitos parâmetros, como temperatura em diferentes altitudes, influência dos gases de efeito estufa , umidade relativa, evaporação oceânica, é necessário para produzir modelos climáticos digitais e antecipar mudanças no clima que podemos prever a mais ou menos longo prazo (30 anos).
Antes da observação sistemática do tempo, já havia um sentido inato de clima no sentido de uma média com a qual era possível comparar eventos climáticos (por exemplo, descrever uma tempestade como forte implica saber o que é uma tempestade média). A agricultura também requer conhecimento empírico do clima, por exemplo, as monções .
Na Europa, os primeiros registros escritos da climatologia datam da Grécia antiga . Por exemplo, Xenofonte descreve precisamente o clima de Atenas em Les Revenus e está interessado nas ligações entre as plantas e o clima , Heródoto se pergunta sobre o mecanismo das enchentes do Nilo e Aristóteles faz a ligação entre uma Terra esférica e uma diminuição da temperatura para o norte e para o sul (por causa do ângulo que os raios do sol fazem com a Terra). Em 334 AC. AD , este mesmo autor também publicou Meterologica, um tratado sobre meteorologia que seria oficial sobre o assunto até o século XVIII.
Na China, o primeiro conhecido clima data menção da dinastia Xia ( XXI th Century XVI th século aC.) Sob a forma de um texto de cerca de 400 palavras chamado Xia Xiao Zheng. Este texto descreve as condições meteorológicas médias para cada mês do ano
A invenção do termômetro em 1600 na Itália marcou o início das medições regulares de temperatura, essenciais para a climatologia moderna. A invenção do barômetro e do pluviômetro ocorreu rapidamente em 1643 e 1639. A primeira rede de medição meteorológica foi criada em 1653 por Ferdinand II de Medici na Toscana. Então, em 1664, a mais longa série conhecida de observações meteorológicas começou em Paris.
Em 1683, Edmond Halley publicou um mapa mundial dos ventos baseado em suas expedições marítimas. Ele descreve em 1686 o princípio das monções e ventos alísios . Então, George Hadley ligou em 1735 os ventos alísios e a rotação da Terra pelo que hoje é chamado de célula (s) de Hadley . Na América, em 1785, Benjamin Franklin publicou o primeiro mapa da Corrente do Golfo e vinculou esse fenômeno à ação do vento.
Em 1838, Claude Pouillet e Joseph Tyndall atribuiu o efeito estufa natural ao vapor de água e dióxido de carbono. Pouillet afirma que uma modificação de sua quantidade na atmosfera deve resultar em mudanças climáticas.
Em 1843, Alexandre von Humboldt, no esforço de coletar dados dispersos e identificar leis gerais, inventou o termo climatologia: “Durante meio século, acumulamos observações de temperatura em vários climas sem reconhecer as leis das quais são fiéis expressão, leis que só se manifestam agrupando os fatos segundo considerações teóricas ”.
Em 1882, em um dos primeiros livros sobre o assunto, Julius von Hann definiu a climatologia como a ciência dos estados da atmosfera . Ele separa assim a climatologia da meteorologia, que ele define como a ciência da atmosfera (atualmente). Neste tratado, a climatologia é apresentada em duas formas: o estudo do estado médio da atmosfera (classificação dos climas, etc.) e o estudo dos desvios desta média.
Em 1895, Svante Arrhenius relacionou o aumento do CO 2na atmosfera e um aquecimento significativo da Terra. Baseia-se para isso em observações da lua feitas no infravermelho, que fornecem uma estimativa das capacidades de absorção de vapor d'água e CO 2.. Apesar dos cálculos imprecisos, ele enunciou uma das primeiras leis sobre o efeito estufa: se a quantidade de ácido carbônico aumenta na progressão geométrica, o aumento da temperatura se seguirá, quase com progressão aritmética . Ele dá uma ordem de magnitude 4 ° C a mais para uma duplicação do CO 2 no ar.
Apesar dos avanços do XIX ° século, climatologia fez no início do XX th impacto século limitado. Estudamos principalmente médias climáticas, por exemplo, por meio de uma classificação mundial de climas.
Durante a Segunda Guerra Mundial, principalmente por causa do desenvolvimento da aviação, a rede de medição meteorológica melhorou. O interesse pela meteorologia está aumentando, o que também está gerando um interesse renovado pela climatologia. O desenvolvimento da informática também permitiu a criação dos primeiros modelos climatológicos como o de Norman Phillps em 1956.
A Atmosfera , termo proveniente do grego atmosférico - vapor úmido - e esfera, é o envoltório gasoso que recobre a superfície terrestre e que é fundamental para a existência dos seres vivos e da vida no meio terrestre. Isso desempenha um papel importante no ciclo da água , com a evaporação dando origem à precipitação.
Na linguagem cotidiana, a atmosfera geralmente se refere apenas à troposfera , a camada mais baixa que contém todas as coisas vivas e na qual ocorrem os principais fenômenos meteorológicos. No entanto, ele tem muitos outros níveis que são definidos em termos de temperatura, pressão, carga úmida e movimentos.
Camadas TroposferaA troposfera tem uma espessura média que varia de acordo com a latitude, 15 a 18 km no equador e menos de 8 km nas regiões polares, e de acordo com as estações. Lá, a temperatura diminui com a altitude até seu cume (alta troposfera) porque retira sua energia em sua base pela radiação solar absorvida pelo solo e reemitida na forma de ondas térmicas infravermelhas .
O ar nesta camada baixa está sujeito a uma turbulência significativa. Essa instabilidade se origina tanto dos relevos quanto dos contrastes térmicos gerados pelas grandes unidades continentais e oceânicas. A tropopausa constitui seu limite superior enquanto a temperatura se estabiliza (em média em torno de −57 ° C, novamente variável com a latitude e a estação). A corrente de jato , uma grande corrente horizontal, é encontrada logo abaixo desta camada.
EstratosferaEsta camada começa logo acima da tropopausa e se estende até cerca de 50 km de altitude. A temperatura volta a subir lentamente porque a energia daí advém da absorção pelo ozônio , que ele contém próximo ao seu topo, dos raios ultravioleta do sol . A estratopausa é o limite superior dessa camada.
MesosferaEstendendo-se de 50 a 80 km de altitude, o gradiente térmico torna-se negativo novamente, atingindo uma temperatura de cerca de −80 ° C em seu cume. A mésopausa é seu limite superior.
Ionosfera ou termosferaVariando de 80 a 100 km ou mais em altitude, a ionosfera vê um rápido aumento na temperatura com a altitude. Dentro desta camada atmosférica, estamos testemunhando o fenômeno da dissociação das moléculas de hidrogênio e oxigênio . A termopausa , seu limite superior, permanece obscura.
Mais chuvas na Europa Ocidental , multiplicação de mini tornados tropicais em zonas temperadas, risco de seca e desertificação da Península Ibérica , modificação da corrente do Golfo causando uma possível ruptura da circulação termohalina ... os efeitos menos facilmente previsíveis são os mais significativos , a saber: de que ponto de ruptura é acionado um ciclo de feedback que, uma vez lançado, escapará de qualquer tentativa humana de contê-lo?
Esses aspectos induzem a reflexões para atuar sobre o clima, o que equivaleria a uma experimentação neste terreno que, cientificamente, está confinado a um experimento de laboratório: leia-se geoengenharia .
A questão do impacto das mudanças climáticas no meio ambiente em que operam nossas sociedades é essencial. Uma das respostas dos especialistas é estudar o passado climático da Terra ( glaciações e períodos interglaciais, por exemplo) para aprender com ele (ver paleoclima ) e usar modelos de simulação climática para tentar extrapolar as consequências das mudanças em certos parâmetros (normalmente o temperatura média). Os riscos identificados são, principalmente, a consequência de um aumento rápido da temperatura (0,5 ° durante a XX th século, em comparação com um aumento de 1 ° em 1000 anos, durante os períodos de transição interglaciaire). As consequências deste aumento da temperatura são o aumento do nível dos oceanos (com risco de inundação das zonas costeiras), o aumento da desertificação, a modificação do regime das monções , a extinção de espécies e essencialmente a redução da biodiversidade .