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44.5A: Clima e tempo - Biologia


O clima se refere a condições atmosféricas previsíveis de longo prazo, enquanto o clima se refere às condições atmosféricas durante um curto período de tempo.

objetivos de aprendizado

  • Distinguir entre clima e tempo

Pontos chave

  • Clima refere-se às condições atmosféricas previsíveis de longo prazo de uma área específica; não aborda a quantidade de chuva que caiu em um determinado dia ou as temperaturas mais frias do que a média em um determinado dia em um bioma.
  • O tempo refere-se às condições da atmosfera durante um curto período de tempo; as previsões do tempo são geralmente feitas para ciclos de 48 horas.
  • Ocorrências climáticas pontuais e pontuais não são necessariamente indicadores de mudanças climáticas.

Termos chave

  • bioma: qualquer grande comunidade biológica regional, como a da floresta ou deserto
  • clima: manifestações de longo prazo do tempo e outras condições atmosféricas em uma determinada área ou país em um período longo o suficiente para garantir que os valores representativos sejam obtidos (geralmente 30 anos)
  • clima: o estado de curto prazo da atmosfera em um momento e local específicos, incluindo temperatura, umidade, cobertura de nuvens, precipitação, vento, etc.

Clima e tempo

Um equívoco comum sobre a mudança climática global é que um evento climático específico ocorrendo em uma determinada região (por exemplo, uma semana muito fria em junho no centro de Indiana) é uma evidência da mudança climática global. No entanto, uma semana fria em junho é um evento relacionado ao clima e não ao clima. Esses equívocos muitas vezes surgem devido à confusão sobre os termos clima e tempo.

O clima se refere às condições atmosféricas previsíveis de longo prazo de uma área específica. O clima de um bioma é caracterizado por ter temperaturas consistentes e intervalos anuais de precipitação. O clima não aborda a quantidade de chuva que caiu em um determinado dia em um bioma ou as temperaturas mais frias do que a média que ocorreram em um dia. Em contraste, o tempo refere-se às condições da atmosfera durante um curto período de tempo. As previsões do tempo são geralmente feitas para ciclos de 48 horas; embora as previsões meteorológicas de longo prazo estejam disponíveis, elas podem não ser confiáveis.

Para entender melhor a diferença entre clima e tempo, imagine que você esteja planejando um evento ao ar livre no norte de Wisconsin. Você estaria pensando sobre o clima quando planeja o evento no verão, em vez do inverno, porque você tem um conhecimento de longo prazo de que qualquer sábado nos meses de maio a agosto seria uma escolha melhor para um evento ao ar livre em Wisconsin do que qualquer outro Sábado em janeiro. No entanto, você não pode determinar o dia específico em que o evento deve ser realizado porque é difícil prever com precisão o tempo em um dia específico. O clima pode ser considerado um tempo “médio”.


44.5A: Clima e tempo - Biologia

O clima se refere a condições atmosféricas previsíveis de longo prazo, enquanto o clima se refere às condições atmosféricas durante um curto período de tempo.

Objetivos de aprendizado

Distinguir entre clima e tempo

Principais vantagens

Pontos chave

  • Clima refere-se às condições atmosféricas previsíveis de longo prazo de uma área específica e não aborda a quantidade de chuva que caiu em um determinado dia ou as temperaturas mais frias do que a média em um determinado dia em um bioma.
  • O tempo refere-se às condições da atmosfera durante um curto período de tempo, as previsões meteorológicas são geralmente feitas para ciclos de 48 horas.
  • Ocorrências climáticas pontuais e pontuais não são necessariamente indicadores de mudanças climáticas.

Termos chave

  • bioma: qualquer grande comunidade biológica regional, como a da floresta ou deserto
  • clima: manifestações de longo prazo do tempo e outras condições atmosféricas em uma determinada área ou país em um período longo o suficiente para garantir que os valores representativos sejam obtidos (geralmente 30 anos)
  • clima: o estado de curto prazo da atmosfera em um momento e local específicos, incluindo temperatura, umidade, cobertura de nuvens, precipitação, vento, etc.

Clima e tempo

Um equívoco comum sobre a mudança climática global é que um evento climático específico ocorrendo em uma determinada região (por exemplo, uma semana muito fria em junho no centro de Indiana) é uma evidência da mudança climática global. No entanto, uma semana fria em junho é um evento relacionado ao clima e não ao clima. Esses equívocos muitas vezes surgem devido à confusão sobre os termos clima e tempo.

O clima refere-se às condições atmosféricas previsíveis de longo prazo de uma área específica. O clima de um bioma é caracterizado por ter temperaturas consistentes e intervalos anuais de precipitação. O clima não aborda a quantidade de chuva que caiu em um determinado dia em um bioma ou as temperaturas mais frias do que a média que ocorreram em um dia. Em contraste, o tempo refere-se às condições da atmosfera durante um curto período de tempo. As previsões do tempo são geralmente feitas para ciclos de 48 horas, enquanto as previsões do tempo de longo prazo estão disponíveis, elas podem não ser confiáveis.

Clima: Clima refere-se às condições atmosféricas previsíveis de longo prazo de uma área específica. O tempo, ao contrário, refere-se às condições da atmosfera durante um curto período de tempo. Este mapa ilustra as várias condições climáticas ao redor do mundo.

Para entender melhor a diferença entre clima e tempo, imagine que você esteja planejando um evento ao ar livre no norte de Wisconsin. Você estaria pensando sobre o clima quando planeja o evento no verão, em vez do inverno, porque você tem um conhecimento de longo prazo de que qualquer sábado nos meses de maio a agosto seria uma escolha melhor para um evento ao ar livre em Wisconsin do que qualquer outro Sábado em janeiro. No entanto, você não pode determinar o dia específico em que o evento deve ser realizado porque é difícil prever com precisão o tempo em um dia específico. O clima pode ser considerado como & # 8220médio & # 8221 tempo.


O clima influencia nossas vidas de maneiras diferentes. Durante o verão, ligamos os ventiladores para nos refrescarmos, usamos roupas de cores claras para refletir o calor. Durante o inverno, usamos roupas de cor escura e nos envolvemos em agasalhos para nos proteger do ambiente frio. Da mesma forma, durante a estação das chuvas, usamos guarda-chuva ou capa de chuva, pois pode chover a qualquer momento. O clima de um lugar muda dia após dia, semana após semana. É um fenômeno complexo que pode variar em períodos muito curtos de tempo (como de hora em hora).

Portanto, nossas atividades diárias são planejadas de acordo com a previsão do tempo para um determinado dia. O boletim meteorológico diário é veiculado na televisão, no rádio e até no jornal.

Clima
Pode ser definida como a condição diária da atmosfera em um local com relação à temperatura, umidade, precipitação, velocidade do vento, etc.

Elementos do tempo
A temperatura, umidade, precipitação, velocidade do vento e outros fatores são chamados de elementos do tempo, que são descritos a seguir:

1. Temperatura
O clima é afetado principalmente pelo sol, que produz calor e eleva a temperatura. O sol fornece tanto luz quanto calor à terra. É necessário para a produção de energia. O calor & lt do sol é absorvido pela superfície da terra, oceanos e atmosfera, que desempenha um papel importante na determinação do clima de qualquer lugar.

Portanto, está claro que a mudança no clima é causada pelo sol porque as mudanças que ocorrem no calor do sol mudarão a atmosfera com mais frequência. A hora do nascer e do pôr do sol também muda ao longo do ano.

2. Precipitação
A quantidade de gotículas de água que caem de volta na terra após a condensação dos vapores de água é chamada de chuva. Quando a temperatura está muito baixa, essas gotículas na nuvem se congelam em cristais de gelo e caem na terra como neve. Durante o inverno, a temperatura cai após o pôr do sol, causando condensação de vapores de água próximos ao solo. Essas gotas ficam suspensas no ar para formar névoa.
Observação: A precipitação é geralmente medida em milímetros. O instrumento utilizado para medir a precipitação é denominado pluviômetro. É um cilindro medidor com um funil colocado no topo que coleta a água da chuva. A água da chuva coletada no cilindro de medição fornece a medida da precipitação.

3. Umidade
É definido como 'a quantidade de vapor de água no ar que causa umidade no ar'. O ar tem a capacidade de manter certas. quantidade de vapor de água. A capacidade do ar de reter a água aumenta com o aumento da temperatura e diminui se chuvas fortes ocorrerem. A umidade é medida pelo instrumento denominado higrômetro que consiste em dois termômetros.
O bulbo de um termômetro está úmido e o outro está seco.

4. Velocidade do vento
É causado devido à diferença na pressão do ar. Durante o verão, o vento sopra do oceano Índico e da Baía de Bengala e causa chuva na Índia, enquanto no inverno, sopra da montanha do norte da Índia em direção à planície do norte e causa clima frio (inverno).

Previsão do tempo
A previsão do tempo é feita por cientistas, chamados meteorologistas, que estudam as mudanças no clima. O tempo é previsto estudando os padrões do tempo e os fatores que os afetam. A ciência que lida com o estudo do clima é chamada de meteorologia. Na Índia, os relatórios meteorológicos são preparados pelo Departamento de Meteorologia do Governo. Este departamento coleta os dados de temperatura, vento, etc., e faz previsões seja na televisão, no rádio ou no jornal. O boletim meteorológico é registrado todos os dias na forma de gráfico e publicado em forma de tabela mostrando leituras de diferentes elementos do tempo.

Diferença na hora do nascer e do pôr do sol
Existe a diferença na hora do nascer do sol durante o verão e o inverno. No verão, o sol nasce no início da manhã e o sol se põe no final da tarde durante o mês de junho, enquanto o sol nasce tarde e se põe no início do mês de dezembro.
Portanto, os dias são mais longos e a noite mais curta no verão, enquanto o dia é mais curto e a noite mais longa no inverno.

Clima
‘O padrão meteorológico médio obtido ao longo de muito tempo é chamado de clima daquele lugar.’ Diferentes lugares no mundo têm diferentes tipos de clima. O registro anual da temperatura média de longo prazo e da precipitação em um determinado lugar é chamado de carta climática. Dá uma ideia sobre o clima em um determinado lugar durante um período específico do ano. O principal fator que determina o clima de um lugar é chamado de latitude (linhas imaginárias na terra).

Fatores que determinam o clima
Os vários fatores que determinam o clima em um lugar são

  • Distância do mar O clima de um lugar varia de acordo com a proximidade do mar. Os locais próximos ao mar são moderados (nem muito quentes nem muito frios), por ex. Mumbai, Chennai. Enquanto os locais que ficam longe do mar têm clima extremo, havendo verão muito quente ou inverno muito frio, por ex. Délhi.
  • Altitude ou altura acima do nível do mar O clima também varia de acordo com a altitude. As altitudes mais altas são mais frias, por exemplo Himalaya.
  • Umidade Também determina o clima de um lugar. Calcutá e Kerala têm alta umidade, enquanto. Rajasthan e Haryana têm baixa umidade.

Climas na Índia
O clima da Índia varia em diferentes regiões. Eles podem ser descritos a seguir:

  • A região norte do Himalaia tem clima frio e moderadamente úmido (por exemplo, Caxemira).
  • Planícies tem um clima moderadamente quente e úmido (por exemplo, Uttar Pradesh).
  • O sul tem um clima muito quente e úmido (por exemplo, Kerala).
  • A região oeste tem clima quente e seco (por exemplo, Rajasthan).
  • O nordeste da Índia tem clima úmido (por exemplo, Assam) e recebe chuva na maior parte do ano.

Clima e Adaptação
A capacidade de um organismo de desenvolver certas características que aumentam as chances de sua sobrevivência no ambiente em que vive é conhecida como adaptação. Os animais são adaptados para sobreviver nas condições em que vivem. Em outras palavras, uma adaptação é uma característica de um organismo que foi favorecido pela seleção natural.

As adaptações são de três tipos:
(i) Adaptações estruturais Adaptação de partes especiais do corpo de um organismo que o ajuda a sobreviver em seu habitat natural, por ex. cor da pele, forma, cobertura corporal.

(ii) Adaptações comportamentais Adaptação de formas especiais em um determinado organismo que o ajuda a sobreviver em seu
habitat natural. Geralmente ocorre em resposta a alguns estímulos externos, por ex. rãs e ursos hibernam ou dormem no inverno durante o inverno rigoroso.

(iii) Adaptações fisiológicas Adaptação de sistemas corporais presentes em um organismo que permite que ele execute determinada reação bioquímica, por ex. animais de sangue quente são capazes de manter a temperatura corporal constante.

Os animais que vivem em climas muito frios ou quentes devem possuir características especiais para se protegerem do frio ou calor extremos. As características e hábitos que ajudam um animal a se adaptar ao seu ambiente são resultado do processo de evolução. De acordo com seu habitat, os animais se adaptam. Esses animais podem ser agrupados como animais da região polar e da floresta tropical.

As regiões polares
As regiões polares, como o nome sugere, estão situadas perto dos pólos, ou seja, pólo norte e pólo sul. Os países que pertencem às regiões polares são Canadá, Groenlândia, Islândia, Noruega, Suécia, Finlândia, Alasca nos EUA e região siberiana da Rússia.

As regiões polares apresentam um clima extremamente frio, coberto de neve e frio durante a maior parte do ano. Nessa região, o sol não se põe há seis meses e ainda não nasce por outros seis meses. A temperatura desce abaixo de -37 ° C, durante os invernos nas regiões polares. O solo permanece congelado a maior parte do ano e a água se torna disponível apenas durante o curto verão, quando a neve derrete. Musgos e plantas com flores de vida curta crescem nessas regiões.

Os animais que vivem nessas regiões são adaptados de diferentes maneiras para lidar com as condições de temperatura, luz e umidade e também de acordo com a disponibilidade de alimentos na região. Os ursos polares e os pinguins são os animais que vivem na região polar. Além dessas baleias, as focas são os outros animais também encontrados nas regiões polares. Alguns peixes, raposas, bois almiscarados, renas e pássaros também vivem nas regiões polares.

Adaptações em Urso Polar
O urso polar é um urso grande e branco que vive na região polar norte da Terra. O urso polar se alimenta principalmente de peixes e focas e pode sobreviver no clima extremamente frio das regiões polares devido às seguintes adaptações:

(i) Seu corpo é coberto por uma espessa camada de pelo branco. Isso os ajuda a se misturarem com o fundo branco como a neve e não podem ser notados por seus predadores. Sob o pelo, há uma espessa camada de gordura que isola o corpo do frio e mantém o urso aquecido.

(ii) Um urso polar é um bom nadador que tem patas largas e grandes que o ajudam a nadar. Essas patas também ajudam a suportar caminhar na neve com facilidade.

(iii) Eles têm um forte olfato para que possam localizar facilmente suas presas. Eles também possuem orelhas pequenas para manter a área de superfície corporal ao mínimo e reduzir a perda de calor do corpo.

(iv) A espessa camada de gordura sob a pele também armazena alimentos no inverno, quando os alimentos são escassos. Esse alimento armazenado (gordura) também ajuda a mãe urso polar a sobreviver no inverno, quando hibernam sob a neve com seus filhotes recém-nascidos.

Adaptações em pinguins
Outro animal conhecido que vive nas regiões polares é o pinguim que pode sobreviver devido às seguintes adaptações:
(i) São de cor preta e branca que combina bem com o fundo branco do gelo e da neve.
(ii) Eles têm pele grossa e uma espessa camada de gordura abaixo da pele que os protege do frio extremo.
(iii) Possuem um corpo aerodinâmico, asas em forma de nadadeira e pés palmados que o tornam um bom nadador. Essa adaptação ajuda o pinguim a pegar peixes como presas. Eles vivem juntos em grande número e se amontoam para se manter aquecidos.

Migração
A migração é a jornada sazonal feita por diferentes animais ou pássaros para escapar das condições climáticas extremas e da busca de alimento, por ex. Os guindastes siberianos migram para regiões mais quentes no outono, viajando vários milhares de quilômetros. Eles são vistos no. Bharatpur, Rajasthan e Sultanpur, Haryana e às vezes em zonas úmidas do Nordeste e outras partes da Índia. Aves migratórias / às vezes viajam até 15.000 km para escapar das condições climáticas extremas de seu habitat.

Essas aves voam alto onde o fluxo de vento é útil e as condições frias permitem que dispersem o calor gerado por seus músculos de vôo. Esses pássaros têm um senso de direção embutido e sabem em que direção devem viajar. Alguns pássaros usam pontos de referência para guiá-los. Alguns pássaros são guiados pelo sol durante o dia e pelas estrelas durante a noite. Alguns pássaros podem usar o campo magnético da Terra para encontrar a direção. Além das aves, alguns peixes, insetos e mamíferos também migram sazonalmente em busca de climas mais hospitaleiros.

A floresta tropical
A região tropical fica perto de ambos os lados da linha do equador na Terra. Essas regiões são quentes, mas chove bastante. Portanto, esta região é úmida. Mesmo nos meses mais frios, a temperatura é geralmente superior a cerca de 15 ° C. Durante os verões quentes, a temperatura pode ultrapassar os 40 ° C. Dias e noites têm quase a mesma duração ao longo do ano. A floresta tropical é a característica importante da região tropical. Essas regiões são ricas em vegetação e grande diversidade de animais também é vista nesta região.

Na Índia, as florestas tropicais são encontradas em Ghats Ocidental e Assam, outros países do mundo como o Sul, Leste Asiático, América Central, Malásia, Indonésia, Brasil, República do Congo, Quênia, Uganda, Nigéria e África Central também têm floresta tropical. Os principais tipos de animais que vivem na floresta tropical são macacos, macacos, gorilas, tigres, elefantes, leopardos, lagartos, cobras, pássaros e insetos. Desde então, existe um grande número de animais encontrados nessas regiões. Há uma intensa competição por alimento e abrigo entre esses animais. Assim, os animais são adaptados de tal forma que comem diferentes tipos de alimentos e vivem em diferentes tipos de lugares para vencer a competição por alimento e abrigo, respectivamente. As adaptações em diferentes animais que vivem em florestas tropicais podem ser discutidas da seguinte forma:

Adaptações em Red-eyed Frog
O sapo de olhos vermelhos vive em árvores na floresta tropical. Eles têm almofadas pegajosas em seus pés que os ajudam a subir em árvores. Não vive na água e tem o dorso verde e a parte inferior cremosa. Tem olhos grandes e protuberantes de um vermelho brilhante e é noturno. Ele dorme durante o dia e torna-se ativo durante a noite e se alimenta dos insetos presentes na árvore. O olho saliente do sapo o protege de seu predador. A abertura repentina de olhos grandes e vermelhos assusta o predador por um tempo e, enquanto isso, o sapo tem tempo de pular para um lugar seguro. A cor verde do sapo ajuda a se esconder dentro das folhas verdes da árvore e ajuda a se proteger de predadores.

Adaptações no macaco
Os macacos que vivem nas florestas tropicais têm caudas longas para agarrar os galhos. Suas mãos e pés são adaptados de forma que possam segurar facilmente os galhos das árvores. A visão dos macacos é muito boa o que os ajuda a saltar entre os ramos para escapar dos seus predadores. Os macacos comem frutas, sementes, folhas, raízes e insetos como alimento, que está presente em abundância na floresta tropical.

Adaptações em Macaca-de-cauda-de-leão
Ele também é chamado de macaco barba e vive na floresta tropical de Western Chats na Índia. Possui crina prateada que envolve a cabeça desde as bochechas até o queixo, característica específica deste animal. É chamada de cauda de leão porque sua cauda é como a de um leão, com um cacho ou tufo de cabelo na ponta.

Eles passam a maior parte do tempo se alimentando no dossel superior das árvores (ou seja, animais arbóreos). Alimenta-se principalmente de frutas, sementes, folhas jovens, caules, flores e botões. Eles também podem comer insetos presentes sob a casca da árvore. Desde então, é capaz de obter comida suficiente nas árvores. Ele raramente cai no chão e passa a maior parte de sua vida na árvore. É um bom escalador com as mãos e os pés adaptados para segurar os galhos das árvores com firmeza.

Adaptação em Tucano
Tucano é uma ave encontrada na floresta tropical e que possui um bico longo, forte e grande. Este pássaro é adaptado para a floresta tropical de várias maneiras. É um pássaro colorido que possui um bico estranho. Vive a maior parte do tempo nos buracos de grandes árvores.

O bico longo e grande ajuda o Tucano a alcançar os frutos presos às pontas até mesmo dos galhos finos da árvore, que são fracos o suficiente para suportar seu peso. É uma adaptação deste pássaro para obter os frutos inalcançáveis. Seu grande bico também auxilia no armazenamento temporário das frutas que são coletadas pelo Tucano. Estes possuem pés que são adaptados para agarrar os galhos das árvores com firmeza. Os tucanos podem mudar a cor de sua pena, de modo a se confundir com o ambiente e não são facilmente percebidos pelos predadores e permanecem seguros.

Adaptações em Leão e Tigre
Eles também são chamados de grandes felinos e são carnívoros, que comem apenas carne de outros animais. Estes têm as seguintes adaptações para sobreviver na floresta tropical:

  • Eles têm pele grossa e a cor da pele os ajuda a se camuflar (capacidade do animal de combinar com o ambiente, por exemplo, camaleão, borboleta). A cor amarelo marrom do leão e as listras pretas do tigre os ajudam a se esconder na floresta, misturando-se com os arredores. Ajuda esses carnívoros a capturarem suas presas.
  • Eles têm um forte olfato que os ajuda a localizar suas presas.
  • Eles também desenvolvem uma capacidade auditiva sensível para encontrar sua presa.
  • Eles têm olhos na frente da cabeça que lhes permitem ter uma ideia correta da localização de suas presas. Eles também têm uma boa visão.
  • Suas pernas fortes os ajudam a correr rápido e longo, garras afiadas e fortes na frente de suas pernas os ajudam a pegar e rasgar suas presas.

Adaptações em elefante
O elefante é um animal conhecido da floresta tropical indiana. Estes são comedores de plantas e são adaptados de muitas maneiras notáveis ​​para sobreviver na floresta tropical. Essas adaptações podem ser discutidas da seguinte forma:

(i) O elefante tem uma tromba longa que é usada como nariz e tem um forte olfato. Também ajuda o elefante a pegar a comida. O tronco comprido também é usado para respirar. Pode chegar até os galhos das árvores e ajudá-lo a comer as folhas das árvores. É usado para sugar água de lagos ou rios (beber).

(Ii) O elefante possui presas (dentes longos e pontiagudos) que são usadas para rasgar a casca das árvores que o
elefante adora comer como alimento. Também ajuda o elefante a lutar contra seus inimigos e se proteger.

(iii) O elefante tem orelhas grandes que o ajudam a ouvir sons muito suaves e podem sentir o perigo. Também ajuda o elefante a se refrescar no clima quente e úmido da floresta tropical.

(iv) As patas do elefante são grandes e redondas, o que o ajuda a fornecer uma boa estabilidade e também o impede de afundar em solo fofo devido ao seu grande peso.

Esperamos que o download gratuito do PDF do CBSE Class 7 Science Notes Capítulo 7 Tempo, Clima e Adaptações dos Animais ao Clima o ajude. Se você tiver qualquer dúvida em relação às notas científicas da Classe 7 do NCERT, Capítulo 7 Tempo, clima e adaptações dos animais ao clima, deixe um comentário abaixo e entraremos em contato com você o mais breve possível.


Climatologia: a ciência dos sistemas climáticos globais a longo prazo

Climatologia, ou às vezes conhecida como ciência do clima, é o estudo dos padrões climáticos da Terra e dos sistemas que os causam. Das oscilações do oceano aos ventos alísios, sistemas de pressão que impulsionam a temperatura, partículas transportadas pelo ar que influenciam as condições locais e até mesmo as fases da lua e oscilações da Terra, todos afetam o clima (1). A palavra “climatologia” vem, assim como palavras e termos científicos, do grego. Klima significa “zona” ou “área” e “logia” significa “estudo”. Isso significa que a climatologia é o “estudo das zonas”, embora na realidade seja muito mais complicado do que isso.

Os climatologistas hoje estão quase que universalmente direcionando seus esforços para compreender, explicar e tentar fazer algo sobre o aquecimento global, mas como você verá na lista abaixo, esse não é o único quebra-cabeça da ciência a resolver nem os limites de seu interesse (2). Até há relativamente pouco tempo, era considerada uma área da ciência árida e desinteressante, mas necessária. Mas desde que ficou claro que as ações humanas estão danificando o meio ambiente e mudando o clima, tornou-se muito mais proeminente nacional e internacionalmente, com a maioria dos departamentos governamentais na maioria dos países tendo a responsabilidade de mitigar ou se preparar para o cenário de mudanças climáticas.


O aquecimento atual é natural?

Na história da Terra antes da Revolução Industrial, o clima da Terra mudou devido a causas naturais não relacionadas à atividade humana. Na maioria das vezes, o clima global mudou devido às variações da luz solar. Pequenas oscilações na órbita da Terra e rsquos alteradas quando e onde a luz solar incide na superfície da Terra. As variações do próprio Sol aumentaram e diminuíram alternadamente a quantidade de energia solar que chega à Terra. As erupções vulcânicas geraram partículas que refletem a luz do sol, iluminando o planeta e resfriando o clima. A atividade vulcânica também, no passado profundo, aumentou os gases de efeito estufa ao longo de milhões de anos, contribuindo para episódios de aquecimento global.

Um esboço biográfico de Milutin Milankovitch descreve como as mudanças na órbita da Terra e rsquos afetam seu clima.

Essas causas naturais ainda estão em jogo hoje, mas sua influência é muito pequena ou ocorrem muito lentamente para explicar o rápido aquecimento visto nas últimas décadas. Sabemos disso porque os cientistas monitoram de perto as atividades naturais e humanas que influenciam o clima com uma frota de satélites e instrumentos de superfície.

Estações meteorológicas remotas (esquerda) e satélites em órbita (direita) ajudam os cientistas a monitorar as causas e efeitos do aquecimento global. [Imagens cortesia da Rede NOAA para a Detecção de Mudança de Composição Atmosférica (esquerda) e Laboratório de Visualização Ambiental (direita).]

Os satélites da NASA registram uma série de sinais vitais, incluindo aerossóis atmosféricos (partículas de fontes naturais e atividades humanas, como fábricas, incêndios, desertos e vulcões em erupção), gases atmosféricos (incluindo gases de efeito estufa), energia irradiada da superfície da Terra e do Sol , mudanças na temperatura da superfície do oceano, nível global do mar, extensão dos mantos de gelo, geleiras e gelo marinho, crescimento de plantas, precipitação, estrutura de nuvens e muito mais.

No terreno, muitas agências e nações apóiam redes de estações de monitoramento do tempo e do clima que mantêm registros de temperatura, precipitação e profundidade da neve, e bóias que medem as temperaturas das águas superficiais e profundas do oceano. Juntas, essas medições fornecem um registro cada vez melhor de eventos naturais e atividades humanas nos últimos 150 anos.

Os cientistas integram essas medições em modelos climáticos para recriar as temperaturas registradas nos últimos 150 anos. Simulações de modelos climáticos que consideram apenas a variabilidade solar natural e aerossóis vulcânicos desde 1750 & mdashomitting observou aumentos nos gases de efeito estufa & mdashare capaz de se ajustar às observações das temperaturas globais apenas até cerca de 1950. Depois desse ponto, a tendência decadal no aquecimento da superfície global não pode ser explicada sem incluir o contribuição dos gases de efeito estufa adicionados pelo homem.

Embora as pessoas tenham causado o maior impacto em nosso clima desde 1950, mudanças naturais no clima da Terra também ocorreram nos últimos tempos. Por exemplo, duas grandes erupções vulcânicas, El Chichon em 1982 e Pinatubo em 1991, bombearam gás dióxido de enxofre para a alta atmosfera. O gás foi convertido em partículas minúsculas que permaneceram por mais de um ano, refletindo a luz do sol e sombreando a superfície da Terra. As temperaturas em todo o mundo caíram de dois a três anos.

Embora a temperatura da Terra flutue naturalmente, a influência humana no clima eclipsou a magnitude das mudanças naturais de temperatura nos últimos 120 anos. Influências naturais na temperatura e mdashEl Ni & ntildeo, variabilidade solar e aerossóis vulcânicos e mdashhave variaram aproximadamente mais e menos 0,2 & deg C (0,4 & deg F), (com média de cerca de zero), enquanto as influências humanas contribuíram com aproximadamente 0,8 & deg C (1 & deg F) de aquecimento desde 1889 . (Gráficos adaptados de Lean et al., 2008.)

Embora os vulcões estejam ativos em todo o mundo e continuem a emitir dióxido de carbono como faziam no passado, a quantidade de dióxido de carbono que eles liberam é extremamente pequena em comparação com as emissões humanas. Em média, os vulcões emitem entre 130 e 230 milhões de toneladas de dióxido de carbono por ano. Ao queimar combustíveis fósseis, as pessoas liberam mais de 100 vezes mais, cerca de 26 bilhões de toneladas de dióxido de carbono, na atmosfera todos os anos (a partir de 2005). Como resultado, a atividade humana ofusca qualquer contribuição que os vulcões possam ter feito para o aquecimento global recente.

Mudanças no brilho do Sol podem influenciar o clima de década em década, mas um aumento na produção solar é insuficiente como uma explicação para o aquecimento recente. Os satélites da NASA medem a produção do Sol e Rsquos desde 1978. A energia total que o Sol irradia varia ao longo de um ciclo de 11 anos. Durante os máximos solares, a energia solar é aproximadamente 0,1 por cento mais alta em média do que durante os mínimos solares.

O halo transparente conhecido como corona solar muda entre o máximo solar (à esquerda) e o mínimo solar (à direita). (Imagens do telescópio ultravioleta extremo da NASA do arquivo de dados SOHO.)

Cada ciclo exibe diferenças sutis em intensidade e duração. No início de 2010, o brilho solar desde 2005 foi ligeiramente menor, não maior, do que era durante o mínimo de 11 anos anterior na atividade solar, que ocorreu no final dos anos 1990. Isso implica que o impacto da Sun & rsquos entre 2005 e 2010 pode ter sido uma ligeira redução do aquecimento que apenas as emissões de efeito estufa teriam causado.

As medições de satélite da irradiância solar total diária (linha clara) e média mensal (linha escura) desde 1979 não detectaram uma tendência clara de longo prazo. (Gráfico da NASA de Robert Simmon, baseado em dados da equipe científica ACRIM.)

Os cientistas teorizam que pode haver uma tendência multi-decadal na produção solar, embora, se houver, ainda não tenha sido observada. Mesmo se o Sol estivesse ficando mais brilhante, no entanto, o padrão de aquecimento observado na Terra desde 1950 não corresponde ao tipo de aquecimento que o Sol sozinho causaria. Quando a energia do Sol está em seu pico (máximas solares), as temperaturas na atmosfera inferior (troposfera) e a atmosfera superior (estratosfera) torna-se mais quente. Em vez disso, as observações mostram o padrão esperado dos efeitos dos gases de efeito estufa: a superfície da Terra e a troposfera aqueceram, mas a estratosfera esfriou.

As medições de satélite mostram aquecimento na troposfera (baixa atmosfera, linha verde), mas resfriamento na estratosfera (alta atmosfera, linha vermelha). Este padrão vertical é consistente com o aquecimento global devido ao aumento dos gases de efeito estufa, mas inconsistente com o aquecimento por causas naturais. (Gráfico de Robert Simmon, baseado em dados de Sistemas de Sensoriamento Remoto, patrocinado pelo Programa NOAA de Mudanças Climáticas e Globais.)

A estratosfera fica mais quente durante os máximos solares porque a camada de ozônio absorve a luz ultravioleta; mais luz ultravioleta durante os máximos solares significa temperaturas mais quentes. O esgotamento do ozônio explica a maior parte do resfriamento da estratosfera nas últimas décadas, mas pode ser responsável por tudo isso. Concentrações aumentadas de dióxido de carbono na troposfera e estratosfera, juntas, contribuem para o resfriamento da estratosfera.


Clima da China

A China está localizada no leste da Ásia e fica de frente para o Oceano Pacífico no leste e no sul. Devido à posição geográfica, o leste e o sul da China são influenciados pelas monções e têm climas como clima de monção tropical, clima de monção subtropical e clima temperado de monção. No oeste da China, existem dois tipos de clima: clima continental temperado e clima de planalto e clima de terras altas. Most regions are cold and dry in winter and have a warm and rainy climate in summer. Because of its varied topography and terrain conditions, its climate is complicated and diversified from region to region. For instance, there is a long winter but no summer in the northern part of Heilongjiang Province, while there is a long summer but no winter in Hainan Province. There are four distinct seasons in the Huaihe River valley. The weather in Yunnan is like the weather in spring all the year round. The climate in the hinterland of northwestern China varies greatly in winter and summer. In a summer day, it has a drastic fall in temperature, cold in morning and extremely hot in noon. The Qinghai-Tibet Plateau in the southwest has a highland climate with a low temperature throughout the year. Desert regions in Xinjiang has a temperate continental climate, with the weather of dryness and rainless throughout the year.


What Are The Elements Of The Weather And Climate?

Weather is nothing more than the different elements it is composed of, as well as the way they interact with each to create different atmospheric conditions or weather events.

Before we can discuss them in detail, we first need to identify what the elements are that make up the weather. Eight primary elements/factors drive all weather:

  1. Temperatura
  2. Air (Atmospheric) Pressure
  3. Wind (Speed & Direction)
  4. Umidade
  5. Precipitation
  6. Visibilidade
  7. Clouds (Type & Cover)
  8. Sunshine Duration

We can now look at each one in more detail.

1) Temperature

We all know what temperature is. When discussing the weather, this will probably be one of the first topics that come up. It is because we are so sensitive to temperature and quickly become aware of feeling cold or hot.

We know what it feels like, but what exactly is temperature?

What Is Temperature?

Temperature is a measurement of the amount of kinetic energy present in the air, which manifests itself physically through the experience of heat or cold.

The scales typically used to measure temperature are Celsius, Fahrenheit, and Kelvin. The instrument used to measure temperature is called a thermometer.

In more practical terms, it means that the particles in the air move or vibrate at a certain speed, which creates kinetic energy. When the particles start to move/rotate around faster, temperature increases. When the particles begin to slow down, the temperature also starts to decrease.

Instrument For Measuring Temperature

The thermometer is the instrument used to measure temperature. They come in all shapes and sizes and date all the way back to 1714. The mercury, bimetal, and digital thermometer are the 3 most commonly used instruments for measuring ambient temperature.

If you want to learn more, you can get more detailed information about the different thermometers and how they work in the following article .

2) Air Pressure

Air pressure is another essential element of weather, especially when it comes to creating or changing atmospheric conditions. It is also one of the critical variables used to make accurate weather forecasts.

What Is Air (Atmospheric) Pressure?

Air Pressure is the result of the pressure created by the weight of the air in the Earth's atmosphere.

It is also called barometric pressure, named after the instrument used to measure air pressure.

Although it may not be visible, air has weight since it is not empty. It is filled with small particles of nitrogen, oxygen, argon, carbon dioxide, and a few other gases.

The weight of the particles in the air creates pressure due to the gravitational force of the Earth. Since more air is present above the air close to the ground, air pressure is the highest on the planet's surface and decreases as altitude increases.

Instrument For Measuring Air Pressure

The barometer is the instrument used to measure air pressure. Evangelista Torricelli developed the first device in 1643.

Like the thermometer, the barometer also comes in different forms. Some examples include mercury, water, aneroid, and digital barometers.

If you need more information, you can find in-depth information about the different types of barometers, how they work, as well as their history in this article.

3) Wind (Speed & Direction)

The movement of air (wind) is one of the main driving forces of weather. The majority of major and even extreme weather events like cold & warm fronts, clouds, thunderstorms, and hurricanes are all driven by wind.

What Is Wind?

Wind is the large-scale movement of air from an area of high to an area of low pressure in the atmosphere.

The speed and strength of wind are determined by the distance between the low-pressure and high-pressure areas, as well as the difference in air pressure.

Everyone has a pretty good idea of what wind is, so no need to go into more detail here. If you want to learn more about what exactly wind is, how it is formed, and its impact on the surroundings, you can find it in this article .

Instruments For Measuring Wind Speed And Direction

o anemometer is the instrument used to measure wind speed. Consisting of 3-4 half-cups on arms rotating around a central axis, you can typically find it on top of a weather station or at an elevated position.

A wind vane (or weather vane) is the instrument used to measure wind direction. It is a flat-shaped object that spins freely on an axis. Very often, in the shape of an arrow or cockerel, you can also find it on top of a weather station or highly elevated objects.

It is common to see them on top of roof chimneys, church towers, and even communication towers. If you need to, you can find more information about anemometers and wind vanes in the same article mentioned in the previous paragraph.

4) Humidity

Humidity is another weather element that cannot be seen but can be felt. It not only plays a big part in weather formation but also directly influences our physical comfort levels.

What Is Humidity?

Humidity is the amount of water vapor that is present in the atmosphere at any specific time.

Water vapor is nothing more than water in a state of gas (after the liquid has evaporated). Although humidity and its effects can usually be felt, it is normally invisible to the naked eye.

Humidity can be challenging to understand and interpret correctly. Then you also have to be able to make a clear distinction between absolute and relative humidity.

The subject is too comprehensive to cover in this post, but you can read the in-depth article covering humidity in detail here .

Instrument For Measuring Humidity

The hygrometer is the instrument used to measure wind speed. You also find more than one type of this device, like the psychrometer and the resistance hygrometer. You can find out more in the same article mentioned in the previous paragraph.

5) Precipitation

There is no argument that water in any of its forms is an absolute necessity for life on Earth to exist. Humans, animals, and plants need water to grow or stay alive, and precipitation is the only way to replenish the dams, rivers, reservoirs, and groundwater on which we rely.

What Is Precipitation?

Precipitation is water in its different states, which form after condensation turned water vapor into its liquid or solid form, which falls to the ground after it becomes too heavy to stay suspended in the air.

Precipitation can take the form of rain, snow, hail, or graupel.

Precipitation is primarily the result of evaporation and condensation. To learn more, you can find out what these processes are, how they develop, and how they result in precipitation in this article .

Instrument For Measuring Rainfall

A rain gauge is the instrument used to measure rainfall. It is essentially a measured container that captures rain and measures the amount that falls over a set period of time.

You can learn more about the different types of rain gauges a nd how they work in the following article .

6) Visibility

Visibility may seem like a very unlikely element of weather but it is especially important when discussing & measuring weather conditions like fog, mist, freezing drizzle, and smog .

What Is Visibility?

Visibility is the measurement of the degree through which an object can be observed over a certain distance.

This measurement is crucial when conditions like mist, haze, fog, and freezing drizzle are present, which can severely impede visibility.

The importance of the ability to measure this element is often underestimated. It is especially applicable in areas where visibility plays a crucial role, like airports and harbors, where it can literally be a matter of life or death.

Instrument For Measuring Visibility

Visibility sensors like the "forward scatter sensor" are the instruments used to measure visibility. In the past, using your own vision (eyes) to measure the degree to which you can observe an object was the standard.

7) Clouds (Type & Cover)

It is no secret that clouds are one of the quickest ways to determine current and future weather conditions. Studying them in more detail with scientific equipment is very valuable to make very accurate assessments of present and feature atmospheric conditions.

What Are Clouds?

Clouds are water droplets or water in different states (like ice and snow crystals), which formed after water vapor reached condensation level and could no longer remain in gaseous form.

Knowing how to identify a certain type of cloud and the weather associated with it can prove valuable when assessing weather conditions with only visual references. You can all about the different clouds and their characteristics in this article.

Instrument For Measuring Clouds

The advanced instruments meteorologists use to study clouds in detail are weather satellites and radars. Satellite and radar images are able to accurately measure cloud density, the amount of moisture, the temperature, and the movement of the clouds.

8) Sunshine Duration

The amount of sunshine the Earth receives (which is a characteristic of solar radiation ) greatly influences other elements of the weather like ambient temperature, and more indirectly, humidity and air pressure.

What Is Sunshine Duration?

Sunshine duration is the length of time the Earth's surface is directly exposed to solar radiation.

It is also referred to as sunlight hours and measure the amount of exposure over a set period of time (generally in hours per day or year.)

As already stated, sunshine duration influences other weather elements, which can change the whole makeup of the weather conditions. This ability makes it a more powerful and influential factor than you might think.

Instrument For Measuring Sunshine

Sunshine recorders, more specifically Campbell–Stokes recorders, are the instruments used to record sunshine duration. Campbell–Stokes recorders basically consist of a spherical lens that focuses sunlight on a specific type of tape to make its measurement.


Weather or Climate . What's the Difference?

While weather refers to short-term changes in the atmosphere, climate refers to atmospheric changes over longer periods of time, usually 30 years or more.

Earth Science, Meteorology

Lightning Grand Canyon

Weather—like this lightning storm in the Grand Canyon, in the U.S. state of Arizona—refers to short-term changes in the atmosphere, whereas climate refers to atmospheric changes over longer periods of time.

Photograph by Michael Nichols

Contrary to popular opinion, science is not divided on the issue of climate change. The overwhelming majority (97 percent) of scientists agree that global warming is real, and that it is largely caused by human activity. And yet we seem to be experiencing record-breaking cold winters in January 2019, a polar vortex plunged parts of North America into Arctic conditions. It may seem counterintuitive but cold weather events like these do not disprove global warming, because weather and climate are two different things.

Understanding Weather

Weather refers to the short-term conditions of the lower atmosphere, such as precipitation, temperature, humidity, wind direction, wind speed, and atmospheric pressure. It could be sunny, cloudy, rainy, foggy, cold, hot, windy, stormy, snowing &hellip the list goes on.

The sun drives different types of weather by heating air in the lower atmosphere at varying rates. Warm air rises and cold air rushes in to fill its place, causing wind. These winds, along with water vapor in the air, influence the formation and movement of clouds, precipitation, and storms.

The atmospheric conditions that influence weather are always fluctuating, which is why the weather is always changing. Meteorologists analyze data from satellites, weather stations, and buoys to predict weather conditions over the upcoming days or weeks. These forecasts are important because weather influences many aspects of human activity. Sailors and pilots, for example, need to know when there might be a big storm coming, and farmers need to plan around the weather to plant and harvest crops. Firefighters also keep track of daily weather in order to be prepared for the likelihood of forest fires. Weather forecasts are also useful for military mission planning, for features of trade, and for warning people of potentially dangerous weather conditions.

Understanding Climate

While weather refers to short-term changes in the atmosphere, climate refers to atmospheric changes over longer periods of time, usually defined as 30 years or more. This is why it is possible to have an especially cold spell even though, on average, global temperatures are rising. The former is a weather event that takes place over the course of days, while the latter indicates an overall change in climate, which occurs over decades. In other words, the cold winter is a relatively small atmospheric perturbation within a much larger, long-term trend of warming.

Despite their differences, weather and climate are interlinked. As with weather, climate takes into account precipitation, wind speed and direction, humidity, and temperature. In fact, climate can be thought of as an average of weather conditions over time. More importantly, a change in climate can lead to changes in weather patterns.

Climate conditions vary between different regions of the world and influence the types of plants and animals that live there. For example, the Antarctic has a polar climate with subzero temperatures, violent winds, and some of the driest conditions on Earth. The organisms that live there are highly adapted to survive the extreme environment.

By contrast, the Amazon rainforest enjoys a tropical climate. Temperatures are consistently warm with high humidity, plenty of rainfall, and a lack of clearly defined seasons. These stable conditions support a very high diversity of plant and animal species, many of which are found nowhere else in the world.

Our Climate Is Changing

The global climate has always been in a state of flux. However, it is changing much faster now than it has in the past, and this time human activities are to blame. One of the leading factors contributing to climate change is the burning of fossil fuels such as coal, gas, and oil, which we use for transport, energy production, and industry.

Burning fossil fuels releases large amounts of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere CO2 is one of a group of chemicals known as greenhouse gases. They are so named because they allow heat from the sun to enter the atmosphere but stop it from escaping, much like the glass of a greenhouse. The overall effect is that the global temperature rises, leading to a phenomenon known as global warming.

Global warming is a type of climate change, and it is already having a measurable effect on the planet in the form of melting Arctic sea ice, retreating glaciers, rising sea levels, increased frequency and intensity of extreme weather events, and a change in animal and plant ranges. The planet has already heated by about 0.8°C (1.4°F) in the last century, and temperatures have continued to rise.

Scientists cannot directly attribute any specific extreme weather event to climate change, but they are certain that climate change makes extreme weather more likely. In 2018, at least 5,000 people were killed and 28.9 million more required aid as a result of extreme weather events. The Indian state of Kerala was devastated by flooding California was ravaged by a series of wildfires and the strongest storm of the year, supertyphoon Mangkhut, crashed into the Philippines. It is likely that more frequent and more severe weather events are on the horizon.

Climate change is not a new concept, and yet little seems to have been done about it on a global scale. The greenhouse effect was first discovered in the 1800s, but it was not until 1988 that the global community galvanized to form the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Since then, leaders from around the world have committed to a series of goals to combat climate change, the latest of which is the Paris Agreement in which 185 countries have pledged to stop global temperatures from rising by more than 2°C (3.6°F) above preindustrial levels. In 2015, all United Nations member states agreed to the 17 Sustainable Development Goals (SDGs) designed to &ldquoprovide a shared blueprint for peace and prosperity for people and the planet, now and into the future.&rdquo SDG 13 in particular commands member states to &ldquotake urgent action to combat climate change and its impacts.&rdquo

Part of the reason the global community has been so slow to act on climate change could be the confusion surrounding distinctions between weather and climate. People are reluctant to believe that the clima is changing when they can look outside their window and see for themselves that the clima appears typical.


Figure 4.4

CMIP5 global climate models typically operate at coarser horizontal spatial scales on the order of 30 to 200 miles (50 to 300 km), while regional climate models have much finer resolutions, on the order of 6 to 30 miles (10 to 50 km). This figure compares annual average precipitation (in millimeters) for the historical period 1979–2008 using (a) a resolution of 250 km or 150 miles with (b) a resolution of 15 miles or 25 km to illustrate the importance of spatial scale in resolving key topographical features, particularly along the coasts and in mountainous areas. In this case, both simulations are by the GFDL HIRAM, an experimental high-resolution model. (Figure source: adapted from Dixon et al. 2016 86 ).

4.3.3 Empirical Statistical Downscaling Models

Empirical statistical downscaling models (ESDMs) combine GCM output with historical observations to translate large-scale predictors or patterns into high-resolution projections at the scale of observations. The observations used in an ESDM can range from individual weather stations to gridded datasets. As output, ESDMs can generate a range of products, from large grids to analyses optimized for a specific location, variable, or decision-context.

Statistical techniques are varied, from the simple difference or delta approaches used in the first NCA (subtracting historical simulated values from future values, and adding the resulting delta to historical observations) 25 to the parametric quantile mapping approach used in NCA2 and 3. 26 , 27 , 82 Even more complex clustering and advanced mathematical modeling techniques can rival dynamical downscaling in their demand for computational resources (e.g., Vrac et al. 2007 83 ).

Statistical models are generally flexible and less computationally demanding than RCMs. A number of databases using a variety of methods, including the LOcalized Constructed Analogs method (LOCA), provide statistically downscaled projections for a continuous period from 1960 to 2100 using a large ensemble of global models and a range of higher and lower future scenarios to capture uncertainty due to human activities. ESDMs are also effective at removing biases in historical simulated values, leading to a good match between the average (multidecadal) statistics of observed and statistically downscaled climate at the spatial scale and over the historical period of the observational data used to train the statistical model. Unless methods can simultaneously downscale multiple variables, however, statistical downscaling carries the risk of altering some of the physical interdependences between variables. ESDMs are also limited in that they require observational data as input the longer and more complete the record, the greater the confidence that the ESDM is being trained on a representative sample of climatic conditions for that location. Application of ESDMs to remote locations with sparse temporal and/or spatial records is challenging, though in many cases reanalysis 84 or even monthly satellite data 85 can be used in lieu of in situ observations. Lack of data availability can also limit the use of ESDMs in applications that require more variables than temperature and precipitation. Finally, statistical models are based on the key assumption that the relationship between large-scale weather systems and local climate or the spatial pattern of surface climate will remain stationary over the time horizon of the projections. This assumption may not hold if climate change alters local feedback processes that affect these relationships.

ESDMs can be evaluated in three different ways, each of which provides useful insight into model performance. 77 First, the model’s goodness-of-fit can be quantified by comparing downscaled simulations for the historical period with the identical observations used to train the model. Second, the generalizability of the model can be determined by comparing downscaled historical simulations with observations from a different time period than was used to train the model this is often accomplished via cross-validation. Third and most importantly, the stationarity of the model can be evaluated through a “perfect model” experiment using coarse-resolution GCM simulations to generate future projections, then comparing these with high-resolution GCM simulations for the same future time period. Initial analyses using the perfect model approach have demonstrated that the assumption of stationarity can vary significantly by ESDM method, by quantile, and by the time scale (daily or monthly) of the GCM input. 86

ESDMs are best suited for analyses that require a broad range of future projections of standard, near-surface variables such as temperature and precipitation, at the scale of observations that may already be used for planning purposes. If the study needs to evaluate the full range of projected changes provided by multiple models and scenarios, then statistical downscaling may be more appropriate than dynamical downscaling. However, even within statistical downscaling, selecting an appropriate method for any given study depends on the questions being asked (see Kotamarthi et al. 2016 77 for further discussion on selection of appropriate downscaling methods). This report uses projections generated by LOCA, 63 which spatially matches model-simulated days, past and future, to analogs from observations.

4.3.4 Averaging, Weighting, and Selection of Global Models

The results of individual climate model simulations using the same inputs can differ from each other over shorter time scales ranging from several years to several decades. 87 , 88 These differences are the result of normal, natural variability, as well as the various ways models characterize various small-scale processes. Although decadal predictability is an active research area, 89 the timing of specific natural variations is largely unpredictable beyond several seasons. For this reason, multimodel simulations are generally averaged to remove the effects of randomly occurring natural variations from long-term trends and make it easier to discern the impact of external drivers, both human and natural, on Earth’s climate. Multimodel averaging is typically the last stage in any analysis, used to prepare figures showing projected changes in quantities such as annual or seasonal temperature or precipitation (see Ch. 6: Temperature Change and Ch. 7: Precipitation Change). While the effect of averaging on the systematic errors depends on the extent to which models have similar errors or offsetting errors, there is growing recognition of the value of large ensembles of climate model simulations in addressing uncertainty in both natural variability and scientific modeling (e.g., Deser et al. 2012 87 ).

Previous assessments have used a simple average to calculate the multimodel ensemble. This approach implicitly assumes each climate model is independent from the others and of equal ability. Neither of these assumptions, however, are completely valid. Some models share many components with other models in the CMIP5 archive, whereas others have been developed largely in isolation. 75 , 76 Also, some models are more successful than others at replicating observed climate and trends over the past century, at simulating the large-scale dynamical features responsible for creating or affecting the average climate conditions over a certain region, such as the Arctic or the Caribbean (e.g., Wang et al. 2007 90 Wang et al. 2014 91 Ryu and Hayhoe 2014 92 ), or at simulating past climates with very different states than present day. 93 Evaluation of the success of a specific model often depends on the variable or metric being considered in the analysis, with some models performing better than others for certain regions or variables. However, all future simulations agree that both global and regional temperatures will increase over this century in response to increasing emissions of greenhouse gases from human activities.

Can more sophisticated weighting or model selection schemes improve the quality of future projections? In the past, model weights were often based on historical performance yet performance varies by region and variable, and may not equate to improved future projections. 65 For example, ranking GCMs based on their average biases in temperature gives a very different result than when the same models are ranked based on their ability to simulate observed temperature trends. 94 , 95 If GCMs are weighted in a way that does not accurately capture the true uncertainty in regional change, the result can be less robust than an equally-weighted mean. 96 Although the intent of weighting models is to increase the robustness of the projections, by giving lesser weight to outliers a weighting scheme may increase the risk of underestimating the range of uncertainty, a tendency that has already been noted in multi-model ensembles (see Ch. 15: Potential Surprises).

Despite these challenges, for the first time in an official U.S. Global Change Research Program report, this assessment uses model weighting to refine future climate change projections (see also Appendix B: Weighting Strategy). 97 The weighting approach is unique: it takes into account the interdependence of individual climate models as well as their relative abilities in simulating North American climate. Understanding of model history, together with the fingerprints of particular model biases, has been used to identify model pairs that are not independent. In this report, model independence and selected global and North American model quality metrics are considered in order to determine the weighting parameters. 97 Evaluation of this approach shows improved performance of the weighted ensemble over the Arctic, a region where model-based trends often differ from observations, but little change in global-scale temperature response and in other regions where modeled and observed trends are similar, although there are small regional differences in the statistical significance of projected changes. The choice of metric used to evaluate models has very little effect on the independence weighting, and some moderate influence on the skill weighting if only a small number of variables are used to assess model quality. Because a large number of variables are combined to produce a comprehensive “skill metric,” the metric is not highly sensitive to any single variable. All multimodel figures in this report use the approach described in Appendix B: Weighting Strategy.


Weather and Climate

Clima is the present condition of a place with respect to the atmospheric pattern determining the pressure, precipitation and hotness or coldness of that area. It is determined by the temperature, humidity, rainfall, wind speed etc. Sun is the most influencing factor of the weather.

Clima is the average weather pattern of a place taken over a period of 25 years. Animals in general have a tendency to adapt themselves to the climate of a place. Animals may migrate to different places to escape from cold and harsh conditions like the polar region. Many animals migrate to the tropics because of the favorable climate and hospitable environment.

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Clima

Weather is the present state of the atmosphere at any given place at a particular time. Weather usually changes very rapidly at times, varying even at hourly basis. Weather is different than climate, because weather is a daily affair whereas climate is a taken over a period of time.

There are five factors that determine the weather.

These factors can cause different properties in sections of the atmosphere or air masses. We have learnt about how the atmosphere is divided into numerous layers that encircles the Earth.

Winds affect to a very great extent the amount of rainfall in an area. Any given location receives rainfall with respect to the amount of moisture they are carrying. The winds can move air above the ocean onto a continent bringing moisture to it, or winds may move air masses from continent to the ocean, moving drier air from the continent.

The weather of a place largely is determined by humidity. Humidity is a measure of the water content present in the air. The amount of moisture in the air is again very much depended on various conditions. In the winter, air is generally cooler and drier, whereas in the summer when air is warmer, it can hold more moisture. That’s why we feel very sticky in a very humid day.

The amount of moisture air contains is visible when condensation happens as fog. Humidity is measured using a hygrometer and is measured as a percentage.

Air pressure is determined by the amount of air that is pushing down on you from the atmosphere. Air pressure is the total pressure exerted by the air in a certain mass of air. When we go up a building in an elevator or uphill climb on a mountain we feel the change in the air pressure affecting our body especially our ears. The higher you are, the less air is pushing on you, so there is less pressure. Air pressure is also called barometric pressure because it is measured using a barometer and commonly measured in inches of mercury.

Air mass differ in amounts of pressure on us just like altitude. When the air is under high pressure, it is light, clear and warm. But has a tendency to absorb more moisture, while low-pressure systems are cooler and heavier and mostly ends up producing storms.

Temperatura

Temperature is the total heat in a substance. To determine the weather air is considered. Temperature is measured in degrees Fahrenheit or Celsius with the help of a thermometer. Temperature of the air rises when the molecules in the air move faster. This happens because of heat. Hence amount of heat in the air determines the speed of the molecules in the air. The heat we get is from the sun and changes in different atmospheric layers. All layers of the atmosphere are different in temperature. The temperature of an area is how much sun’s energy is received by it. The air gets cooler and cooler with the rise in altitude. The most important factor that is essential to determine weather is temperatura.

In the summers, some clouds out in the sky give us immense relief. And sometimes huge dark clouds make a hot day even hotter. Clouds have a good amount of dependency on the weather conditions of an area.

Solar heat reflected by clouds

We do feel sometimes that clouds play essential role in cooling a particular area but they also trap a lot of heat within. When the rays of the sun enter the Earth’s surface, some of it is reflected off. This means that more cloud covers creates a substantial cooling effect: more radiation reflected means less heat present in the atmosphere. But when we find that a certain area experiences longer duration of cloud coverage and also the type of cloud which is present in the sky. It obviously takes longer for the earth to heat up. Consistent cloud cover in a given area keeps the ground quite warm.

The term thermal radiação is used to understand this heating up of a particular area where heat is reflected off of Earth’s surface and is then reflected off of beneath the clouds, trapping it underneath. Some days when there is low visibility of dense clouds, most of the heat that is reflected off the Earth comes back from the bottom of the clouds.