Clima da Terra

O clima da Terra e suas variações são tratados por estudantes e cientistas do clima como uma ciência a parte, cuja finalidade é prever chuvas e mostrar corrida de aguas e lama como resultado de desastres naturais. Essas ideias geram crenças e crendices que acabam em prejuízo de monta como as reuniões do COP (Acordos de Paris), serviço de proteção às baleias, aquecimento global, diabruras do “el Niño” etc.

Voltamos a chamar atenção para o fato de que o clima é um assunto que faz parte da ciência geológica, e seu estudo tem de levar em conta os outros fatores que interagem regulando o mesmo. Sem levar em conta esses fundamentos, qualquer conclusão sobre o clima estará em desacordo com as leis da natureza, como é comum em programas de televisão, reuniões do COPES e de ministérios ambientais.

Para facilitar a compreensão do tema, há que se levar em conta a nomenclatura de diversas linhas que são traçadas sobre o globo, geradas por fenômenos naturais, linhas essas que facilitam o entendimento do assunto.

Importante dizer que as linhas da terra têm base material, e resultam de três fenômenos naturais e seus desdobramentos. Assunto estudado desde a antiguidade, com raízes astronômicas e muitos detalhes matemáticos, será reduzido às necessidades primárias da geologia, e por isso simplificado. A figura será a nossa referencia principal, e os detalhes aparecerão em consequência. Também estamos mostrando as mesmas linhas na paisagem geológica do inicio dos tempos conhecidos, o Pangæiânico, querendo dizer com isso que os fenômenos do clima são os mesmos desde que apareceu o supercontinente Pangæa.

Tenha-se em conta o sistema planetário e seu funcionamento. O Sol fica situado em um dos focos da elipse, percorrida pelo ponto central da Terra ao redor do ponto central do Sol no espaço. O plano criado por tal deslocamento chama-se eclíptica.  Assim sendo, as linhas e seus nomes são determinados:

  • Pelos dois principais movimentos do globo no espaço (rotação e translação) e

  • Pela inclinação do eixo de rotação da Terra relativo a eclíptica, em ângulo fixo de 23º27’.

Posto isso vejamos as chamadas e a sua aplicação na geologia, levando em conta que, das linhas que aparecem na figura, apenas o eixo de rotação é uma linha reta. Todas as outras são linhas circulares, já que são traçadas na superfície esférica do globo, e isso será compreendido ao longo do texto.

EIXO DE ROTAÇÃO

Dissemos no início que as linhas da Terra têm base material. Vejamos como isso acontece. Ter em conta que a Terra é um globo que gira de duas maneiras: ao redor do Sol (movimento lento de translação),  e do seu próprio eixo (movimento rápido de rotação). Os bamboleios do eixo, chamados de precessão e nutação, serão omitidos aqui e serão mencionados quando necessário.

O eixo é uma linha interna ao globo que passa em três pontos importantes: os dois polos, norte e sul, e o centro do globo (veja na figura). O plano fixo do equador celestial faz um ângulo de 23º27’ relativo ao plano horizontal da eclíptica. Por consequência, o eixo da Terra fica inclinado por um ângulo de mesma grandeza, 23º27’ relativa à linha vertical chamada de equador de iluminação, que aparece como uma linha perpendicular ou ortogonal ao plano da eclíptica.

ECLÍPTICA E EQUADOR TERMAL

O plano da eclíptica é um plano fixo, imaginário, traçado no espaço celestial formado pelo movimento do centro da Terra ao redor do centro do Sol. Este plano divide o espaço celestial em dois semiplanos: os semiplanos celestiais norte e sul.

No globo, a eclíptica aparece como um círculo traçado na superfície do mesmo. Na figura plana aparece como uma linha.

A linha da eclíptica une o Trópico de Câncer, no noroeste do hemisfério norte, com o Trópico de Capricórnio, no sudeste do hemisfério sul, passando pelo centro da Terra. Essa linha foi chamada neste trabalho de equador termal, por ser este o ponto da Terra mais próximo do Sol, e é a linha da Terra permanentemente iluminada e igualmente aquecida.

EQUADOR, PARALELOS, TRÓPICOS E CÍRCULOS POLARES

O equador também é um plano cujo traço intercepta o globo, e passa pelo centro da Terra dividindo-a em dois hemisférios, o do norte e do sul. O plano do equador se projeta no infinito dando origem ao equador celestial, ilustrado na figura, que divide o espaço em dois hemisférios, hemisfério celestial norte e sul. Perpendicular ao equador situa-se o eixo de rotação da Terra, fazendo ângulo de 23º27’ com a perpendicular à eclíptica ou equador de iluminação que separa o dia da noite.

A linha do equador fica equidistante dos polos, e a partir dela contam-se as latitudes. A linha do equador é comum para os dois hemisférios, convencionando-se aí a latitude 0º, e nos polos, os círculos das latitudes se reduzem a um ponto com o valor de 90º Norte e 90º Sul. Dividindo-se o eixo de rotação em noventa partes, a partir do centro da Terra para o norte e para o sul, traçam-se linhas paralelas ao equador que são chamadas de paralelos, e que aparecem como círculos traçados na superfície do globo. Dito anteriormente, na latitude 90º Norte e 90º Sul a linha se reduz a um ponto apenas, que marca a extremidade do eixo de rotação do planeta.

HEMISFÉRIOS NORTE E SUL

Dos infinitos paralelos ao equador que podem ser traçadas no hemisfério norte dois são especiais e recebem nomes específicos: o Trópico de Câncer, traçado a 23º27’N e o Círculo Polar Ártico, a 66º33’N. 

No hemisfério sul duas linhas paralelas também são especiais: a que fica aos 23º27’S, onde ocorre o Trópico de Capricórnio, e aos 66º33’S traça-se Círculo Polar Antártico.

Os nomes vêm do fato de o zênite do Sol ao norte, ou seja, na maior declinação do Sol ao norte, o astro fica na direção da constelação de Câncer, e ao sul o astro central fica na direção da constelação de Capricórnio. Os círculos polares são consequência dessas posições de máxima declinação ao norte e ao sul, e tem a ver com a iluminação dos círculos polares. Quando a máxima declinação é ao norte, no Trópico de Câncer, o circulo polar norte fica todo iluminado e o circulo sul totalmente às escuras, invertendo-se a situação quando a máxima é ao sul no Tropico de Capricórnio.

EQUADOR DE ILUMINAÇÃO

É a linha perpendicular à eclíptica no desenho plano, e une as extremidades opostas dos círculos polares estudados acima. É também um círculo ao redor do globo, que separa a parte iluminada da parte escura.  A Terra gira de oeste para o leste, e o equador de iluminação marca o limite do dia e da noite, o amanhecer e o anoitecer, também chamados de nascente e poente.

MOVIMENTOS DA TERRA

Agora podemos tratar dos movimentos da Terra no espaço para compreender o clima e o tempo. Neste ponto chamamos atenção do leitor para a diferença entre as duas qualidades da medição do tempo. Vimos anteriormente ao longo da História Geológica quando tratamos de tempo geológico, isto é, das Eras e Períodos onde não existe interferência humana. O tempo humano se refere a séculos, anos, dias, horas, minutos e segundos, os quais podem ser manejados segundo a conveniência dos humanos.

Já foi mencionado que, desde o início da saga humana havia entre seus habitantes a necessidade de explicação dos fenômenos geológicos e meteorológicos próprios da natureza, que eram os mesmos de hoje, e sempre aparecia alguém para dar uma “explicação”. Algumas dessas “autoridades” conseguiam que sua explicação fosse aceita, e tal aceitação se tornava oficial até ser desbancada, mais tarde, por uma ideia nova e melhor. A teoria do geocentrismo e da criação do homem, antigamente, e a do “aquecimento global” ou do “El Niño”, atualmente, são exemplos do que acabamos de dizer, ou seja, teorizar sobre o desconhecido.

Esse fenômeno social continua a se verificar até hoje da mesma maneira. Entre os primitivos problemas a serem explicados surgiram alguns sobre os movimentos da Terra. Pensava-se que a Terra era o centro do universo, e que os astros e as estrelas giravam em torno dela. Duas razões muito fortes justificavam as teorias: primeiro, havia a evidência material do movimento. O Sol, de fato, nascia em determinado ponto, passava por cima dos observadores e se punha em outro ponto, oposto ao primeiro, e sempre repetia a mesma trajetória. Era evidente que o Sol dava uma volta ao redor da Terra, ou seja, a Terra ficava no centro de um círculo; em segundo lugar, as crenças divinatórias já tinham se espalhado muito, e elas diziam que a coisa mais importante do mundo era o homem, e que ele se assemelhava a deus e que dominaria a mundo. O pensamento religioso já dominava a espécie humana. A ideia do geocentrismo foi dominante desde remotos tempos e praticamente colocada em termos por Aristóteles (384-322 AC), e continuou a ser adotada por Claudio Ptolomeu (c.100-170), um astrônomo e matemático de origem greco-romana que trabalhou em Alexandria, no Egito, e que conservou os ensinamentos de Aristóteles, ensinamentos esses que se prolongaram como corretos até a publicação do trabalho de Copérnico em 1543, o qual desmontou o geocentrismo, substituindo-o pelo heliocentrismo, há apenas 470 anos atrás. Foi uma vitória da ciência sobre as crenças religiosas, embora tenha custado a vida de cientistas e situações constrangedoras para outros. Vencida essa etapa, ficou estabelecido que era a Terra que se movia, e daí foram entendidos os seus movimentos. Hoje eles podem ser seguidos com muita precisão e com mais facilidade.

MOVIMENTOS DA TERRA

São quatro os movimentos do planeta Terra: a rotação que a Terra faz ao redor do próprio eixo em 24 horas, a translação que ela faz ao redor do Sol em 365 dias, a precessão, sutil movimento do eixo do globo que precisa de mais de 25.000 anos para completar um ciclo e altera a passagem dos equinócios e, finalmente, a nutação, que é uma leve sinuosidade do longo da precessão, movimentos esses que podem ser vistos na figura. Sob o ponto de vista geológico, a rotação e a translação importam mais que os outros dois, a precessão e a nutação, mas os quatro movimentos, que são feitos concomitantemente, têm de ser estudados em conjunto.

Por questões didáticas e para melhor compreensão do assunto clima vamos detalhar uma figura desenhada com esta finalidade.

Ao redor do raio central ou do ponto da Terra mais próximo do Sol traçamos um círculo de raio igual à distância entre o equador e um dos trópicos. Para fins de estudo de geologia a área abrangida pela área do círculo é considerada plana, e os raios deste foco de luz solar incidem verticalmente sobre a superfície do globo. Chamamos esta área de AIM para economizar a expressão “Área de Intensidade Máxima” da energia dos raios solares. É uma área de 21,5 milhões de km2 aproximadamente, onde os raios do Sol - a usina de força da Terra – foca a energia com máxima intensidade. Deste circulo para fora a intensidade diminui até a completa extinção, completa escuridão e extremos de temperatura negativa.

Considerando um ponto fixo na Terra, tal ponto quando situado dentro do círculo da AIM sofre a energia máxima do Sol, e seus efeitos devastadores, mas para fora dele as condições se abrandam devido:

  • A acentuação da curvatura do globo, que dissipa a intensidade, e;

  • O espessamento da atmosfera que se torna maior conforme a acentuação da curvatura mencionada acima.

 

Assim, dos 47 graus até 66º33’, em ambos os hemisférios, os efeitos do Sol são menores. Desse ponto em diante, até os polos, dependendo do solstício, os efeitos do Sol variam entre mínimos e nenhum.

Na figura vemos a linha formada pela intersecção de dois planos, o equador celestial fixo, que corta o plano da eclíptica formando uma linha. Quando o equador da Terra, que se move com ela pelo espaço, coincide com o equador celestial, ocorrem os solstícios, que ocorre duas vezes por ano na seguinte ordem:

  • Se o cruzamento se faz do hemisfério celestial sul para o norte, estamos no nó de subida no mês de setembro, e o ponto exato do cruzamento toma o nome de nó de subida.

  • Seis meses depois repete-se o mesmo movimento, porém o cruzamento é do hemisfério celestial norte para o sul, e o nó, é o nó de descida, que acontece no mês de março.

 

Geologicamente falando, a AIM é fixa no espaço, pois é uma função do Sol, e a Terra se move diante dela. Humanamente falando, nós é que somos fixados em determinado ponto do globo, e a AIM se move sobre o globo, e consequentemente sobre nós, gerando falsas impressões a não-geólogos.

Linhas, planos, e curvas estão em movimento perpétuo e interferem nos resultados sobre o planeta onde também existem partes moveis, sólidos e fluidos e que respondem de modo peculiar às situações geométricas descritas acima, resultando no assunto principal do clima da Terra.

O CLIMA DA TERRA

Clima da Terra é a variação da sensação entre o muito quente o muito frio que ocorre no planeta, no mesmo momento, dependendo da posição e incidência variável da AIM sobre o planeta. Tal variação depende do movimento lento da translação que é feito ao longo do ano e nada tem a ver com os pontos cardeais da translação (dois solstícios e dois equinócios). Geologicamente falando, eles marcam o ápice da estação, ou seja, situam-se no meio dos períodos climáticos chamados de verão, inverno, primavera e outono. A variação do clima é muito lenta pois, dito acima, ela depende do movimento de translação.

Existe, então, uma região da Terra onde a incidência do foco solar é máxima e as outras regiões refletem esta condição de menores temperaturas ate o limite mínimo onde a energia do Sol não se faz sentir. Esses pontos são chamados de verão, o de máxima energia, e inverno, onde ha pouca ou nenhuma energia do Sol. Devido à translação e a inclinação do eixo de rotação a AIM muda de lugar na superfície da Terra, com intervalo de seis meses, causando a variação de temperatura no globo. Seus habitantes chamam a esta variações de estações do ano. Quando a AIM está no hemisfério norte, na declinação máxima é o verão naquele hemisfério, e o correspondente inverno no hemisfério sul. Seis meses depois a AIM estará na declinação máxima no hemisfério sul, sobre o Tropico de Capricórnio, sofrendo insolação máxima e máxima energia quando acontece o verão naquele hemisfério. Vale lembrar as estações do ano, de característica opostas, ocorrem no mesmo momento sobre o globo: o inverno no hemisfério norte corresponde ao verão no hemisfério sul. A abundancia de energia em um hemisfério chamado verão, corresponde a falta de energia solar no outro hemisfério ocorrendo o inverno.

O movimento de translação, o movimento lento da Terra, é o responsável por essas mudanças que se fazem ao longo do ano. Há por isso duas fases intermediarias que se dão entre os dois extremos de máxima energia. Tais fases são conhecidas como outono e primavera, verificadas na passagem da AIM de um hemisfério celestial para o outro. Quando a passagem se faz do hemisfério celestial sul para o norte o equador da Terra coincide com o equador celestial, e diz-se que o planeta passou no nó de subida, acontecendo o fenômeno no mês de setembro, e o momento exato da passagem é conhecido como equinócio de setembro, pois a luz solar ilumina o eixo de rotação da Terra de uma a outra extremidade. É o único momento em que a noite e o dia tem a mesma duração nos dois hemisférios. O eixo da Terra coincide com o equador de iluminação, e o equador da Terra com o equador celestial. Não é o inicio das estações como se pensa entre geógrafos e astrônomos mas, exatamente o meio delas. No hemisfério norte será o outono e no sul a primavera. As características dessas estações são mais acentuadas nas regiões polares que são separadas entre si pela região tropical do globo.

VERÃO NO HEMISFÉRIO SUL E INVERNO NO HEMISFÉRIO NORTE

O verão no hemisfério sul tem como característica o máximo de energia solar (AIM) entre o equador e 47ºS, com a luz do Sol iluminando o circulo polar antártico, provocando o degelo do continente Antártico: desprendem-se os icebergs, aquece-se a água dos mares do sul e a vida torna-se abundante na região devido ao aquecimento das aguas oceânicas banhadas pela energia do Sol ao longo de 14 das 24 horas do dia. Essas características ou fenômenos acontecem no período novembro/dezembro/janeiro.

Neste mesmo período de tempo (nov/dez/jan) o hemisfério norte encontra-se em fase de pouca energia solar e a luz do astro central atinge fracamente o exterior do circulo polar antártico; dentro do circulo não há energia nenhuma. As condições de vida são nulas. Congela-se o hemisfério; ampliam-se as áreas geladas, tanto em extensão de área como em volume de gelo, paisagem esta correspondente ao degelo havido da região antártica balanceando o fenômeno.

 

VERÃO NO HEMISFÉRIO NORTE E INVERNO NO HEMISFÉRIO SUL

O fenômeno se dá nos meses de maio/junho/julho, e as condições climáticas literalmente se invertem: a energia do Sol estará concentrada entre o equador do globo e os 47º N, a luz atingindo o interior do circulo polar ártico. Formam-se os icebergs na região polar norte; derretem-se as geleiras diminuindo as áreas e volumes das mesmas formados no inverno anterior; as condições voltam a ser habitáveis na região.

Ao sul as condições tornam-se inabitáveis e as temperaturas chegam a extremos intoleráveis por todos os animais. As geleiras crescem em área e volume correspondente ao derretimento das geleiras da região norte. Não há alteração no nível dos oceanos.

OUTONO NO HEMISFÉRIO NORTE; PRIMAVERA NO HEMISFÉRIO SUL

São as estações intermediarias entre o verão ao norte e inverno ao sul, fenômeno que acontece nos meses de agosto/setembro/outubro com a mudança do globo do hemisfério celestial sul para o hemisfério celestial norte, com a passagem no nó de subida precisamente em setembro. As condições no globo se tornam amenas, baixando a temperatura aquecida do verão no hemisfério norte e elevando a temperatura do inverno no hemisfério sul.

PRIMAVERA NO HEMISFÉRIO NORTE E OUTONO NO HEMISFÉRIO SUL

São as estacoes intermediarias entre o inverno ao norte e verão ao sul, fenômenos que acontecem nos meses de fevereiro março e abril quando o planeta passa no nó de descida do hemisfério celestial norte para o sul precisamente em março de cada ano. O hemisfério norte do planeta começa a aquecer-se preparando-se para o verão, e o hemisfério do sul começa a esfriar preparando-se para o inverno.

Por serem quatro fases distintas, mas de passagem imperceptíveis para os habitantes do planeta, pode-se escolher arbitrariamente a de maior conveniência para separar as quatro estações. A sugestão do autor é fixar o ciclo das estações tendo como centro os pontos cardeais da elipse percorrida pela Terra em uma volta completa ao redor do Sol assim:

  • Inverno ao norte e verão ao sul: iniciam-se a 1º de novembro e terminam a 31 de janeiro.

  • Primavera ao norte e outono ao sul: iniciam-se em 1º de fevereiro e terminam a 30 de abril.

  • Verão ao norte e inverno ao sul iniciam-se a 1º de maio e terminam a 31 de julho.

  • Outono ao norte e primavera ao sul iniciam-se a 1º de agosto e terminam a 31 de outubro reiniciando o ciclo.

 

 

Observar o excelente exemplo do que é tempo geológico ou natural – a translação, rotação, anos e dias – e tempo humano ou artificial – limites entre as estações do ano, horas, etc.

Bíblia Sagrada. Gênesis cap. 9. Versão revisada da tradução de J. F. De Almeida 3ª impressão – 1987.