1. Mudança global
1.1. A atmosfera terrestre.
A atmosfera é a camada gasosa que envolve a Terra.
Pode ser dividida em diferentes camadas (diferentes temperaturas e constituintes):
TROPOSFERA (0-15 km)
ESTRATOSFERA (15-50 km)
MESOSFERA (50-80 km)
TERMOSFERA (80-500 km)
EXOSFERA (500 km)
A troposfera é a camada mais importante para os meteorologistas, porque condicionam o estado do tempo na terra. É nesta camada que ocorre a maior parte dos fenómenos atmosféricos.
Os satélites meteorológicos, em órbita terrestre, registam imagens do nosso planeta. Estas imagens permitem a meteorologistas efectuar a previsão do tempo atmosférico, alertando as populações para a possibilidade de ocorrência de desastres naturais climatéricos
As cartas meteorológicas de superfície permitem efectuar prognósticos de superfície para as 24horas do dia.
1.2. Factores que afectam o clima.
Os principais factores físicos que influenciam o clima de uma região são: a temperatura do ar, a humidade do ar e a pressão atmosférica. A temperatura do ar mede-se com termómetro, frequentemente de máxima e de mínima. Exprime-se habitualmente em graus Célsius (ºC). A quantidade de vapor de água existente na atmosfera pode avaliar-se através da humidade absoluta do ar (HA) e da humidade relativa do ar (HR). Os aparelhos que permitem medir a humidade do ar são, os higrómetros. Se o ar contiver a quantidade máxima de vapor de água, a uma dada temperatura diz-se que está saturado. Atingiu o ponto de saturação ou ponto de orvalho. A pressão atmosférica é o valor da força que a atmosfera exerce sobre os corpos, por cada unidade de superfície. Em meteorologia é habitual exprimir a pressão atmosférica em bar ou milibar. Os aparelhos de medida de pressão atmosférica são os barómetros. As cartas meteorológicas de superfície permitem visualizar:
• Centros de altas e baixas pressões;
• Frentes frias, frentes quentes e frentes oclusas.
A partir destes dados os meteorologistas efectuam previsões do tempo atmosférico.
1.3. Influência da actividade humana na atmosfera terrestre e no clima.
Algumas actividades humanas produzem materiais que poluem a atmosfera da Terra. Os principais poluentes atmosféricos são o monóxido e o dióxido de carbono, o dióxido de enxofre, os óxidos azotados, as poeiras e o ozono troposférico. Há formas de minimizar as emissões de poluentes atmosféricos, como por exemplo, diminuir o tráfego automóvel, recorrer a combustíveis “limpos” e a energias renováveis. A poluição atmosférica traz consequências prejudiciais ao nosso planeta. Pode originar o excessivo “efeito de estufa”, a chuva ácida e a destruição da camada de ozono.
Nem toda a radiação solar é aproveitada no aquecimento do nosso planeta.
Verifica-se que há:
Radiação absorvida pela atmosfera
Radiação reenviada para o espaço
Radiação absorvida pelo solo
Radiação reflectida pela Terra
CO2 (dióxido de carbono) e CH4 (metano)- “aprisionam” as radiações reflectidas, enviando-as novamente para a atmosfera - EFEITO DE ESTUFA - Aumento na emissão destes gases para a atmosfera - Aumento do Efeito de Estufa
Consequências:
• AUMENTO GRADUAL DA TEMPERATURA
• SUSTENTABILIDADE DA TERRA AMEAÇADA
1.4. O Estado Do Tempo
O estado do tempo tem influência na vida diária das pessoas.
As estações meteorológicas recorrem a diferentes instrumentos para além dos a cima representados, para fazer várias medições.
• Anemómetro - mede a velocidade do ar/ventos.
• Cata-vento - permite observar a direcção do vento.
• Pluviómetro - mede a pluviosidade.
1.5. SÍMBOLOS METEOROLÓGICOS
• Frente quente
Uma frente quente é uma região em que uma corrente de ar quente e húmido do norte começa a passar por cima da massa fria vinda do sul, por exemplo. A massa de ar quente desliza suavemente sobre o obstáculo que é a massa de ar frio. O ar quente sobe e expande-se e fica mais frio; a humidade condensa-se e forma neblina e nuvens. Produz-se frequentemente um chuvisco. As nuvens da frente quente ficam a poucos quilómetros de altura.
• Frente fria
Uma frente fria é uma região em que uma corrente de ar frio e seco do sul vence a massa de ar quente e húmido, intrometendo-se por baixo dela e fazendo-a subir. Daí resultam ventos violentos, frequentemente acompanhados de relâmpagos e trovões. Essas frentes, que se deslocam para o norte, são seguidas por tempo mais frio e seco que muitas vezes precede ondas de frio. Massas de ar frio são extremamente densas quando comparadas com o ar mais quente.
É importante os meteorologistas saberem:
• AMPLITUDE TÉRMICA DIURNA: É a diferença entre a temperatura máxima e a temperatura mínima registada durante o dia
• TEMPERATURA MÉDIA DIURNA: Calcula-se através da média aritmética das temperaturas registadas durante o dia
• AMPLITUDE TÉRMICA ANUAL: É a diferença entre a temperatura Média do mês mais quente e a temperatura média do mês mais frio
• ISOTÉRMICAS: Linhas que unem localidades com a mesma temperatura
1.6. Humidade do ar
Humidade absoluta: é a massa de vapor de água, expressa em grama (g), que existe por metro cúbico (m3) de ar.
Humidade Relativa: é a relação entre a massa de vapor de água existente num dado volume de ar, a uma dada temperatura, e a quantidade máxima de vapor de água que esse volume pode conter, à mesma temperatura.
1.7. PRESSÃO ATMOSFÉRICA
É a força que o ar exerce por unidade de superfície:
UNIDADES:
Pascal (Pa) = unidade SI
Atmosfera (1 atm = 101325 Pa)
Milímetro de mercúrio (1mmHg = 1,33 Pa)
Bar (1 bar = 105 Pa)
A pressão atmosférica diminui quando aumenta:
• A altitude,
• A temperatura do ar,
• A humidade absoluta do ar.
LINHAS ISOBÁRICAS OU ISÓBARAS: Unem pontos à mesma pressão atmosférica
Depressões ou Ciclones - o ar é convergente e ascendente. Ao elevar-se, expande-se e arrefece, dando origem a um aumento de humidade relativa. Poderá ocorrer precipitação.
Anticiclone - o ar é divergente e descendente. Ao descer, comprime-se e aquece. Tal facto faz reduzir a humidade relativa. Os anticiclones estão associados a bom tempo: céu quase limpo, atmosfera seca e vento fraco.
O QUE SÃO VENTOS?
Ventos são grandes deslocamentos de ar. É o ar em constante movimento. As pessoas estão tão acostumadas a dizer “que ventania“ que às vezes se esquecem de fazer a pergunta mais óbvia e também a mais intrigante: mas por que o vento... faz vento?
O ar mexe-se por causa das diferenças de temperatura e pressão. O ar quente sobe e o frio desce. Em lugares baixos acontece o seguinte: a pressão do ar contra o chão é maior e faz o ar circular para cima. O ar procura então as zonas de menor pressão. É como se o ar estivesse sempre nervoso, tentando aconchegar-se, procurando um ponto de equilíbrio.
O QUE SÃO TREVOADAS?
Uma trovoada consiste num conjunto de fenómenos intensos associados a cumulonimbus (tipo especifico de nuvens): relâmpagos, trovões, rajadas de vento, inundações, granizo e, possivelmente, tornados.
O QUE SÃO FURACÕES?
Em meteorologia, um furacão é um tipo de sistema de baixa-pressão que geralmente se forma nas regiões trópicas. Enquanto alguns em áreas povoadas, são considerados como furacões altamente destrutivos, nos trópicos é uma parte importante do sistema de circulação atmosférico que move calor da região equatorial para as latitudes mais altas.
O QUE É UM TORNADO?
Um tornado é um pequeno, porém, intenso redemoinho de vento, formado por um centro de baixa pressão durante tempestades. Se o redemoinho chega a alcançar o chão, a repentina queda na pressão atmosférica e os ventos de alta velocidade (que podem alcançar mais de 350 km/h) fazem com que o tornado destrua quase tudo o que encontrar no meio de seu caminho.
Devido à excessiva actividade humana os níveis de poluição atmosférica têm vindo a aumentar significativamente.
Pensa-se com tudo isto que o Homem tenha vindo a alterar, num curto espaço de tempo, as condições climáticas do planeta.
O planeta tem vindo a aquecer nos últimos anos e o degelo que ocorre nos pólos tem aumentado a subida dos mares, e a diminuição das zonas costeiras pelo avanço do mar.
2. Gestão Sustentável dos Recursos
2.1. O que é um recurso natural?
Os recursos naturais são elementos criados pela natureza os quais o homem usa em seu benefício. Servem para o desenvolvimento da civilização e favorecem a sobrevivência e conforto da sociedade.
Que tipos de recursos naturais existem?
• Recursos Renováveis
• Recursos não Renováveis
2.1.1. Recursos Renováveis
A energia renovável é aquela que é obtida de fontes naturais capazes de se regenerar, e portanto virtualmente inesgotáveis, ao contrário dos recursos não renováveis. São conhecidas pela imensa quantidade de energia que contêm, e porque são capazes de se regenerar por meios naturais.
2.2. Exemplos de Fontes
• O Sol: energia solar
• O vento: energia eólica
• Os rios e correntes de água doce: energia hidráulica
• Os mares e oceanos: energia maremotriz
• As ondas: energia das ondas
• A matéria orgânica: biomassa, biocombustível
• O calor da Terra: energia geotérmica
• Água salobra: energia azul
As energias renováveis são consideradas como energias alternativas ao modelo energético tradicional, tanto pela sua disponibilidade (presente e futura) garantida (diferente dos combustíveis fósseis que precisam de milhares de anos para a sua formação) como pelo seu menor impacto ambiental.
Estas energias são importantes para o ambiente mas há pessoas que não respeitam estas energias porque são poluidoras tanto do país como do mundo. Agradecia que respeitassem mais o ambiente...
2.3. Fontes de Energia
As fontes de energia podem ser divididas em dois grupos principais: permanentes (renováveis) e temporários (não renováveis). Em princípio, as fontes permanentes são aquelas que têm origem solar. Ainda assim, o conceito de renovabilidade depende da escala temporal que está a ser utilizada e os padrões de utilização dos recursos.
Assim, são considerados os combustíveis fósseis não renováveis já que a taxa de utilização é muito superior à taxa de formação do recurso propriamente dito.
2.3.1. Não Renováveis
Os combustíveis fósseis são fontes não renováveis de energia: não é possível repor o que gastamos. Em algum momento vão acabar e podem ser necessários milhões de anos de evolução semelhante para poder contar novamente com eles. São aqueles cujas reservas são limitadas e estão sendo devastadas com a utilização. As principais são a energia nuclear e os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão).
Combustíveis Fósseis
Os combustíveis fósseis podem ser usados na forma sólida (carvão), líquida (petróleo) ou gasosa (gás natural). Segundo a teoria mais aceita, foram formados por acumulações de seres vivos que viveram há milhões de anos e que foram fossilizados formando carvão ou hidrocarboneto. No caso do carvão se trata de bosques e florestas nas zonas húmidas e, no caso do petróleo e do gás natural de grandes massas de plâncton acumuladas no fundo de bacias marinhas ou lacustres. Em ambos os casos, a matéria orgânica foi parcialmente decomposta, pela acção da temperatura, pressão e certas bactérias, na ausência de oxigénio, de forma que foram armazenadas moléculas com ligações de alta energia.
Se distinguem as "reservas identificadas", embora não sejam exploradas, e as "reservas prováveis", que poderão ser descobertas com tecnologias futuras. Segundo os cálculos, o planeta pode fornecer energia para mais 40 anos (se for usado apenas o petróleo) e mais de 200 (se continuar a usar carvão).
Energia Nuclear
Os núcleos atómicos de elementos pesados como o urânio, podem ser desintegrados (ficção ou cisão nuclear) e liberar energia radiante e cinética. Usinas termonucleares usam essa energia para produzir electricidade utilizando turbinas a vapor.
Uma consequência da actividade de produção deste tipo de energia, são os resíduos nucleares, que podem levar milhares de anos para perder a radioactividade.
Obtêm-se de fontes que se podem esgotar. São poluentes e a sua formação, de origem orgânica (excepção ao urânio), pode levar milhões de anos ate chegar ao seu estado final.
Principais tipos:
• Petróleo
• Carvão Mineral
• Gás Natural
• Urânio
Petróleo
É um combustível fóssil e 43% da energia consumida é sua derivada.
Com o esgotamento progressivo dos jazigos em Terra escolheu-se pela perfuração no mar.
Carvão Mineral
É de cor negra e tem um razoável poder energético. A sua extracção é feita em minas tanto a céu aberto como subterrâneas.
Gás Natural
Encontra-se na Natureza em jazigos semelhantes aos do petróleo. É menos poluente que o petróleo e o carvão.
É utilizado no sector doméstico, agrícola, industrial e nas centrais térmicas para produzir electricidade.
Urânio
É um combustível nuclear com um elevado conteúdo energético. Pode ser utilizado no:
• Fabrico de armas (bomba atómica)
• Produção de energia eléctrica (centrais nucleares)
2.3.2. Renováveis
Os combustíveis renováveis são combustíveis que usam como matéria-prima elementos renováveis para a natureza, como a cana-de-açúcar, utilizada para a fabricação do álcool e também de vários outros vegetais como a mamona utilizado para a fabricação do biodiesel ou outros óleos vegetais que podem ser usados directamente em motores diesel com algumas adaptações.
Energia Hidráulica
A energia hidroeléctrica é a energia que se produz em barragens construídas em cursos de água (exemplo, a barragem do Alqueva). É encontrada sob a forma de energia cinética, sob diferenças de temperatura ou gradientes de salinidade e que pode ser aproveitada e utilizada. Uma vez que a água é aproximadamente 800 vezes mais densa que o ar, requer um lento fluxo corrente de água, ou ondas de mar moderadas, que podem produzir uma quantidade considerável de energia. O potencial da energia acumulada nas cachoeiras pode ser convertido em electricidade. As centrais hidroeléctricas aproveitam a energia dos rios para funcionar uma turbina que move um gerador eléctrico.
Biomassa
A energia da biomassa é a energia que se obtém durante a transformação de produtos de origem animal e vegetal para a produção de energia calorífica e eléctrica. Na transformação de resíduos orgânicos é possível obter biocombustíveis, como o biogás, o bioálcool e o biodiesel. A formação de biomassa a partir de energia solar é realizada pelo processo denominado fotossíntese, pelas plantas que, por sua vez, está accionando a cadeia biológica. Através da fotossíntese, plantas que contêm clorofila transformam o dióxido de carbono e a água mineral a partir de produtos sem valor energético, em materiais orgânicos com alto teor energético e, por sua vez, servem de alimento para os outros seres vivos. A biomassa através destes processos armazena a curto prazo a energia solar sob a forma de carbono. A energia armazenada no processo fotossintético pode ser posteriormente transformada em calor, electricidade ou combustível a partir de plantas, liberando novamente o dióxido de carbono armazenado.
Energia Solar
A energia solar é aquela energia obtida pela luz do Sol, pode ser captada com painéis solares. É uma fonte de vida e de origem da maioria das outras formas de energia na Terra. A cada ano a radiação solar trazida para a terra leva energia equivalente a vários milhares de vezes a quantidade de energia consumida pela humanidade. Escolhendo uma boa radiação solar, esta pode ser transformada em outras formas de energia como calor ou electricidade usando painéis solares.
Através de colectores solares, a energia solar pode ser transformada em energia térmica, e usando painéis fotovoltaicos a energia luminosa pode ser convertida em energia eléctrica. Ambos os processos não têm nada a ver uns com os outros em termos de sua tecnologia. Mesmo assim, as centrais térmicas solares utilizam energia solar térmica a partir de colectores solares para gerar electricidade.
Há dois componentes na radiação solar: radiação directa e radiação difusa. A radiação directa é a que vem directamente do sol, sem reflexões ou refracções intermediárias. A difusa, é emitida pelo céu durante o dia, graças aos muitos fenómenos de reflexão e refracção da atmosfera solar, nas nuvens, e os restantes elementos do atmosférico e terrestre. A radiação reflectida directa pode ser concentrada e de utilização, embora não seja possível concentrar dispersa a luz que vem de todas as direcções. No entanto, tanto a radiação directa quanto a radiação difusa é utilizável.
É possível diferenciar entre receptores activos e passivos na qual os primeiros utilizam mecanismos para orientar o sistema receptor rumo ao sol (chamado seguidor) para melhor atrair a radiação directa.
Uma grande vantagem da energia solar é que ele permite a geração de energia, no mesmo local de consumo, através da integração da arquitectura. Assim, poderemos levar a sistemas de geração distribuída, em que quase eliminar completamente as perdas ligadas aos transportes, que representam actualmente cerca de 40% do total, e a dependência energética.
Energia Eólica
A energia eólica é a energia obtida pela acção do vento, ou seja, através da utilização da energia cinética gerada pelas correntes aéreas.
O vento vem da palavra latina aeolicus, pertencente ou relativo à Eolo, deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento. A energia eólica tem sido utilizada desde a Antiguidade para mover os barcos movidos por velas ou operação de máquinas para movimentação das suas fábricas de pás. É uma espécie de energia verde.
A energia eólica está associada com o movimento das massas de ar que movem a partir de zonas de alta pressão do ar para as zonas adjacentes de baixa pressão, com velocidades proporcionais a gradiente de pressão.
Energia Geotérmica
A energia geotérmica é a energia do interior da Terra. A geotermia consiste no aproveitamento de águas quentes e vapores para a produção de electricidade e calor. Exemplo: central geotérmica da Ribeira Grande (Açores).
Parte do calor interno da Terra (5.000 °C) chega à crosta terrestre. Em algumas áreas do planeta, próximas à superfície, as águas subterrâneas podem atingir temperaturas de ebulição, e, dessa forma, servir para impulsionar turbinas para electricidade ou aquecimento. A energia geotérmica é aquela que pode ser obtida pelo homem através do calor dentro da terra. O calor dentro da terra ocorre devido a vários factores, entre eles o gradiente geotérmico e o calor radiogénico. Geotérmica provém do grego geo, "Terra" e Thermo, "calor", literalmente "calor da Terra".
Energia Maremotriz
A energia dos mares é a energia que se obtém a partir do movimento das ondas, a das marés ou da diferença de temperatura entre os níveis da água do mar. Ocorre devido à força gravitacional entre a Lua, a Terra e o Sol, que causam as marés, ou seja, a diferença de altura média dos mares de acordo com a posição relativa entre estes três astros. Esta diferença de altura pode ser explorada em locais estratégicos como os golfos, baías e estuários que utilizam turbinas hidráulicas na circulação natural da água, junto com os mecanismos de canalização e de depósito, para avançar sobre um eixo. Através da sua ligação a um alternador, o sistema pode ser usado para a geração de electricidade, transformando, assim, a energia das marés, em energia eléctrica, uma energia mais útil e aproveitável.
A energia das marés têm a qualidade de ser renovável, como fonte de energia primária não está esgotada pela sua exploração e, é limpa, uma vez que, na transformação de energia não produz poluentes derivados na fase operacional. No entanto, a relação entre a quantidade de energia que pode ser obtida com os actuais meios económicos e os custos e o impacto ambiental da instalação de dispositivos para o seu processo impediram uma notável proliferação deste tipo de energia.
Outras formas de extrair energia a partir da energia das ondas oceânicas são, a energia produzida pelo movimento das ondas do oceano e de energia devido ao gradiente térmico, que faz uma diferença de temperatura entre as águas superficiais e profundas do oceano.
Energia do Hidrogénio
A energia do hidrogénio é a energia que se obtém da combinação do hidrogénio com o oxigénio produzindo vapor de água e libertando energia que é convertida em electricidade. Existem alguns veículos que são movidos a hidrogénio.
2.4. Aproveitamento solar activo
Aquecimento de águas para fins domésticos (instalação de painéis solares colocados nos telhados).
Objectivo: diminuir o consumo de energia eléctrica.
2.5. Aproveitamento solar passivo
Utilizado na climatização de edifícios. Uma correcta arquitectura solar permite que os raios solares penetrem no edifício no Inverno e evita que eles entrem no Verão.
Objectivo: proporcionar um conforto “natural” no interior das habitações e consequente economia de energia.
A energia solar também pode ser aplicada em:
• Estufas (produção agrícola);
• Fornos (cozedura de alimentos);
• Alambiques (destilação da água salgada);
• Automóveis, naves espaciais, etc. (produção de electricidade).
Resíduos florestais e agrícolas do tipo lenhoso – São as madeiras residuais de campos, montes e florestas, que quando queimadas directamente em caldeiras ou fornos, obtendo-se daí outros produtos, como, por exemplo, o carvão vegetal.
Resíduos agrícolas não lenhosos – A casca de arroz e a palha de cereais são apenas dois exemplos deste grupo, bastante utilizado no aproveitamento energético.
Resíduos sólidos urbanos – São os lixos habitualmente resultantes da actividade doméstica.
Culturas energéticas – plantações de árvores feitas propositadamente para a obtenção de biomassa com fins energéticos – da cana-de-açúcar.
Resíduos biodegradáveis – Resíduos das explorações pecuárias, agrícolas, efluentes de matadouros, etc., que podem ser transformados para a obtenção de combustível (BIOGÁS).
