Instrumentos Meteorológicos e Métodos de observação (ACA 221)

1. Instrumentos Meteorológicos e Métodos de observação (ACA 221) Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas Introdução e descrição do curso Prof. Humberto Rocha

2. 1. O observador do ambiente instrumentos e estações meteorólogicas 2. O método científico 3. O experimentalista

3. 1. Observação meteorológica É a medição (quantificação) e registro do elemento meteorológico, em certo momento e lugar, com instrumental adequado. elemento meteorológico: são as variáveis de observação do estado da atmosfera no contexto do tempo e do clima precipitação temperatura e umidade do ar pressão atmosférica velocidade do vento radiação solar, e de forma mais ampla outras variáveis como nebulosidade umidade do solo

4. Estação meteorológica convencional (Iag/Usp Parque Cientec, Agua Funda SP)

5. Estação meteorológica automática padronizada

6. Estação meteorológica automática Aeroportos Regiões polares e oceanos Redes de acesso público/ privado Apoio agricultor Alerta enchentes

7. Radiosondagem (ar superior)

8. The surface synoptic observing network of the WMO World Weather Watch comprises some 3000 stations reporting between two and eight times daily. GCOS (Global Climate Observation Network) surface (left), upper air (right)

9. Rede de estações de superfície (Instituto Nacional de Meteorologia) • 370 com observador • 70 automáticas • Rede pluviometria do PR

10. Rede de estações do Canadá Convencionais (precipitação e temperatura) (2147) Estações automáticas (290) Rede de estações da Austrália com +90 anos (precipitação e temperatura)

11. Estações caseiras (backyard weather stations)

12. Tipos de estações meteorológicas padronizadas

13. 2. O método científico • Ciência (latim scientia = conhecimento) no sentido estrito opõe-se à opinião arbitrária, o que se pensa ou supõe, por exemplo um dogma, crença, fato obscuro. Epistemologia (grego episteme = ciência): trata da teoria do conhecimento, trata das origens e validade do conhecimento. Ciências modernamente classificados em tipos (e objetos que tratam): • Formais (ou puras): Matemática e Lógica • Experimentais (natureza e universo, Física, Química, Biologia, Medicina, etc) • Sociais: história e comportamento do ser humano (História, Filosofia, etc) • Técnico-Instrumental: instrumentos, máquinas, dispositivos técnicos, que não produz estritamente conhecimento mas traz critério cientifico

14. O método científico é o procedimento ou sistema para adquirir conhecimento (dito científico), em que: uma Hipótese é testada contra as Observações - ou Fatos (para não se basear apenas em um raciocínio a priori,  intuição ou revelação), e assim produzir uma Tese • Hipótese : uma formulação provisória, a ser posteriormente demonstrada ou verificada • Para isso formula-se uma Teoria, e reúne-se um conjunto de Observações obtidas por evidências empíricas (experiência sensorial) verificáveis, e baseadas na Observação controlada, com experiências • Com a lógica produz-se a Tese (grego = proposição intelectual), em que a Hipótese é confirmada ou invalidada (obs: provar ou refutar são termos usadas, mas estritamente em acepções mais amplas) • Sequência do argumento científico: Hipótese, Teoria, Fatos, Tese

15. Alguns pontos interessantes do assunto • Rene Descartes (sec 16): propôs chegar à Verdade decompondo o problema em pequenas partes, o que consagrou a pesquisa científica atual - compreendendo-se os sistemas mais simples (Reducionismo), gradualmente-se incorpora-se mais para a descrição do todo. • Karl Popper (sec. 20): propôs que uma Tese não pode ser Provada, mas só Falseada. - a verificação deve testar as hipóteses procurando não as evidências de que está certa, mas de que está errada: se a hipótese não resistir ao teste, diz-se que foi falseada, caso contrário foi apenas corroborada. O conhecimento se produziria por sucessivos testes de falseamento, ou seja não posso provar mas apenas tentar desprovar. • Evolução da ciência moderna: Todas as hipóteses científicas estão em perpétuo teste frente aos fatos naturais ou resultados experimentais! Uma hipótese indubitável hoje pode ser falsa amanhã, até as leis científicas seriam assim meras hipóteses.

16. 3. O experimentalista O que quero experimentar (investigar) ? Quais variáveis preciso medir ? com que frequência ? onde e por quanto tempo ? com qual incerteza ? Quais instrumentos devo utilizar ? qual o princípio de funcionamento e quais suas características de desempenho ? como obterei os dados ? avaliar custo (aquisição e manutenção) Tomada de decisão

17. camada limite planetária Poluição Circulação da atmosfera

18. Previsão do tempoe previsão numérica Aquecimento global Larsen B Ice Shelf Breakup ~ 3000 km2 in 35-day

19. Clima do oceano e das florestas

20. Hidrometeorologia Chuva Previsão curtíssimo prazo Eventos hidrológicos extremos São Luis do Paraitinga, SP 2010 Umidade do solo Vazão Angra dos Reis 2010

21. Agrometeorologia (apoio à produtividade agrícola)

22. Atmosferas planetárias Mars Explorer Clima das regiões polares

23. SISTEMA DE HORÁRIOS • Hora das Observações - medida dos elementos, feita em um intervalo de tempo o mais breve possível • Tempo Verdadeiro • estabelecido pelo movimento (aparente) diurno do sol • também chamado de Hora Local • Universal Time Coordinate (UTC) : tempo verdadeiro no meridiano de Greenwich (chamado antigamente de TMG ou Tempo Médio de Greenwich) : baseada na divisão da esfera terrestre em 24 fusos de 15° cada • Hora Legal : fusos horários, levam em conta a UTC e uma convenção política de cada país (Brasil tem 3 fusos horários) : +3 (Brasilia), +4 e +5 h acima da UTC. - obs: Horário de Verãonão é considerado para fins de observações meteorológicas

24. Bibliografia básica 1. Notas de aula e Apostila do curso 2. World Meteorological Organization (WMO) (1997). Guide to meteorological instruments and methods of observation - 6 ed, WMO No. 8. Geneva. 3. Brock, F. e S. Richardson. Meteorological measurement systems (2001). Oxford University Press. =============================================================== Aulas teóricas Aulas práticas Estação meteorológica do IAG/Água Funda Laboratório de Instrumentação automática – IAG/Cidade Universitaria Lista de exercícios e slides de aula – na Intranet/Iag

25. Critérios de avaliação Nota final da disciplina = Nota_Teoria x 0,65 + Nota_Prática x 0,35 Nota_Teoria = ( Nota_Prova1 + Nota_Prova2 ) / 2 Prova1: a marcar próximo do final de Setembro Prova2: a marcar próximo do final de Novembro Disporá sobre matéria dada em aula, definida até última aula antes da prova ou se especificado. Nota_Prática : Trabalhos da estação meteorológica 50% Laboratório de instrumentação automática 50%