Climatologia e Alterações Climáticas
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
OFICIAL |
Ciências Naturais-Ciências do Ambiente |
Ocorrência: 2023/2024 - 2S ![Requerida a integração com o Moodle Ícone do Moodle](/feup/pt/imagens/MoodleIcon)
Ciclos de Estudo/Cursos
Sigla |
Nº de Estudantes |
Plano de Estudos |
Anos Curriculares |
Créditos UCN |
Créditos ECTS |
Horas de Contacto |
Horas Totais |
M.EA |
33 |
Plano de estudos oficial |
1 |
- |
3 |
26 |
81 |
Língua de trabalho
Português
Objetivos
Esta unidade curricular pretende descrever o sistema climático analisando as interações entre as suas partes constituintes e os resultantes fenómenos meteorológicos e climáticos com relevância ambiental.
Resultados de aprendizagem e competências
Após aprovação nesta unidade curricular, o estudante deverá ser capaz de:
- descrever a constituição do sistema climático terrestre;
- compreender as interações entre as diferentes componentes do sistema climático;
- compreender os fatores de modulação climática;
- compreender os princípios físicos básicos dos fenómenos meteorológicos mais comuns;
- compreender os métodos e tecnologias mais comuns para medição das variáveis meteorológicas;
- descrever os padrões de circulação atmosférica e oceânica globais e a sua relação com as grandes zonas climáticas;
- compreender o papel importante da radiação solar e da radiação infravermelha terrestre no balanço radiativo terrestre;
- compreender o efeito estufa, as suas causas naturais e antropogénicas e consequências para o aquecimento global;
- compreender a diferença entre variabilidade e alteração climática;
- formular modelos simples do clima global terrestre e calcular as temperaturas médias efetivas da superfície e atmosfera terrestres para diferentes valores dos parâmetros desses modelos;
- descrever e analisar ciclos de retroação climática;
- compreender o registo paleoclimático da Terra e as suas possíveis causas;
- analisar as consequências do aquecimento global e descrever as medidas de prevenção e mitigação necessárias.
Modo de trabalho
Presencial
Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)
Matemática: noções básicas de álgebra, trigonometria, cálculo diferencial e integral.
Física: noções básicas de cálculo vetorial, cinemática, dinâmica, hidrostática e termodinâmica.
Programa
1. Introdução
- Tempo meteorológico. Modelo de estação meteorológica.
- Clima. Descrição do clima. Classificação de Köppen-Geiger.
- Escalas de climatologia.
2. Sistema climático
- Constituição.
- Descrição breve das componentes do sistema climático
- atmosfera (composição química da atmosfera, estrutura térmica da atmosfera, pressão e densidade atmosféricas);
- hidrosfera;
- criosfera;
- litosfera;
- Interações internas.
- Escalas temporais.
3. Termodinâmica da atmosfera
- Aplicação das leis dos gases: ar seco e ar húmido; temperatura virtual.
- Equilíbrio hidrostático e equação hipsométrica. Altitude e separação de superfícies isobáricas.
- Processos adiabáticos
- taxa de lapso adiabática;
- temperatura potencial;
- diagramas termodinâmicos.
- Descrição da humidade
- razão de mistura de vapor;
- humidade específica;
- pressão de vapor e pressão de vapor de saturação;
- razão de mistura de vapor de saturação;
- humidade relativa;
- ponto de orvalho e ponto de geada;
- nível de condensação por levantamento;
- temperatura de bulbo húmido.
- Processos adiabáticos saturados e pseudo-adiabáticos.
- Taxa de lapso adiabática saturada.
- Estabilidade estática: ar insaturado; ar saturado.
- Estabilidade condicional e convectiva.
4. Noções de meteorologia
- Orvalho e geada.
- Nuvens, nebulosidade e nevoeiros.
- Precipitação.
- Massas de ar e frentes.
- Ventos e forças que os originam
- Centros de altas e baixas pressões
5. Dinâmica do sistema climático
- Radiação solar
- Radiação térmica
- Estações do ano
- Balanço radiativo global da Terra e efeito estufa
- Transporte de energia no sistema climático
- Circulação atmosférica global
- Circulação oceânica global
- Ciclo hidrológico
- Ciclo do carbono.
- O oxigénio no sistema climático
6. Modelos climáticos simples
- Modelo climático de ordem zero.
- Modelos climáticos de efeito estufa.
- Hipótese Gaia.
- Sensibilidade climática, estabilidade e retroação.
7. Alterações climáticas
- Alteração climática e variabilidade climática.
- Teoria de Milankovitch.
- Aquecimento global.
- Registo paleoclimático da Terra.
- Contribuição antropogénica.
- Cenários climáticos futuros.
- Medidas de prevenção e mitigação dos efeitos das alterações climáticas.
Bibliografia Obrigatória
Manuel Silva, Orfeu Bertolami, Teresa Seixas; Apontamentos da unidade curricular de Climatologia e Alterações Climáticas, 2022
Bibliografia Complementar
Robert V. Rohli, Anthony J. Vega; Climatology, Jones and Bartlett Publishers, Inc, 2017. ISBN: 128411998X, 978-1284119985
John M. Wallace;
Atmospheric Science. ISBN: 978-0-12-732951-2
C. Donald Ahrens;
Meteorology Today. ISBN: 0-495-10581-3
Roland Stull;
4. Practical Meteorology: An Algebra based Survey of Atmospheric Science. ISBN: 978-0-88865-176-1
F. W. Taylor;
Elementary climate physics. ISBN: 0-19-856734-0
David G. Andrews;
An Introduction to Atmospheric Physics, Cambridge University Press, 2000
Métodos de ensino e atividades de aprendizagem
Aulas TP com lecionação expositiva dos conteúdos programáticos, seguida de resolução e discussão de exercícios sobre os tópicos lecionados.
Os conteúdos didáticos, incluindo resoluções de problemas, serão disponibilizados na plataforma Moodle.
Para resolução de dúvidas, será aberto um fórum de discussão na plataforma Moodle.
Tipo de avaliação
Avaliação distribuída sem exame final
Componentes de Avaliação
Designação |
Peso (%) |
Trabalho prático ou de projeto |
70,00 |
Apresentação/discussão de um trabalho científico |
30,00 |
Total: |
100,00 |
Componentes de Ocupação
Designação |
Tempo (Horas) |
Estudo autónomo |
53,00 |
Frequência das aulas |
28,00 |
Total: |
81,00 |
Obtenção de frequência
Para obterem frequência à unidade curricular, os estudantes deverão ter assiduidade a, pelo menos, 3/4 das aulas lecionadas.
Fórmula de cálculo da classificação final
Nota
Final = 0.3×Nota
Apresentação + 0.7×Nota
ProjetoProvas e trabalhos especiais
A avalição será baseada na realização de dois teste com o peso de 50% cada um.
Nota
Final = 0.5*Nota
1º Teste + 0.5*Nota
2º Teste