A arte e a ciência da previsão do tempo

DO REDATOR DE DESPERTAI! NA GRÃ-BRETANHA

EM 15 DE OUTUBRO DE 1987, UMA MULHER TELEFONOU PARA UM CANAL DE TELEVISÃO NA GRÃ-BRETANHA E CONTOU QUE TINHA OUVIDO FALAR DE UMA TEMPESTADE QUE ESTAVA A CAMINHO. O METEOROLOGISTA AFIRMOU CATEGORICAMENTE AOS TELESPECTADORES: “NÃO SE PREOCUPEM. NÃO HÁ NENHUMA TEMPESTADE.” NAQUELA NOITE, NO ENTANTO, O SUL DA INGLATERRA SENTIU A FORÇA DUMA TEMPESTADE QUE DESTRUIU 15 MILHÕES DE ÁRVORES, MATOU 19 PESSOAS E DEIXOU UM RASTRO DE PREJUÍZOS EM TORNO DE 1,4 BILHÃO DE DÓLARES.

TODA manhã, milhões de pessoas ligam o rádio e a televisão para saber a previsão do tempo. Céu nublado significa que vai chover? O sol da manhã vai continuar? O aumento da temperatura vai derreter a neve e o gelo? Só depois de escutar a previsão é que elas decidem que roupa usar e se vão levar o guarda-chuva.

De vez em quando, no entanto, os meteorologistas não acertam as previsões. É verdade que a exatidão na previsão do tempo melhorou sensivelmente de uns tempos para cá. Mas, longe de ser à prova de erros, a meteorologia é uma mistura fascinante de arte e ciência. O que abrange a previsão do tempo e será que ela é mesmo confiável? Antes de responder a essas perguntas, vamos primeiro contar um pouco da história da previsão do tempo.

Medição das condições climáticas

Nos tempos bíblicos, a previsão do tempo era feita apenas a olho nu. (Mateus 16:2, 3) Hoje em dia, os meteorologistas têm à disposição uma gama enorme de instrumentos sofisticados e desses, os mais básicos medem a pressão do ar, a temperatura, a umidade e o vento.

Em 1643, o físico italiano Evangelista Torricelli inventou o barômetro — um artefato simples que media a pressão do ar. Percebeu-se logo que a pressão do ar subia e descia à medida que o tempo mudava: uma queda na pressão quase sempre significava uma tempestade. O higrômetro, que mede a umidade do ar, foi inventado em 1664; e em 1714, o físico alemão Daniel Fahrenheit criou o termômetro de mercúrio, possibilitando a medição exata da temperatura.

Por volta de 1765, o cientista francês Antoine-Laurent Lavoisier sugeriu que se fizessem medições diárias da pressão e umidade do ar, e da velocidade e direção do vento. “Com todas essas informações”, declarou ele, “é quase sempre possível prever o tempo com um ou dois dias de antecedência e com razoável exatidão”. Infelizmente, isso era simples demais para ser verdade.

Acompanhamento do tempo

Em 1854, um navio francês de guerra e 38 cargueiros afundaram devido a uma violenta tempestade perto do porto de Balaklava, na Criméia. O governo francês pediu que Urbain-Jean-Joseph Leverrier, diretor do Observatório de Paris, fizesse uma investigação sobre o assunto. Quando examinou os registros meteorológicos, ele descobriu que a tempestade se havia formado dois dias antes e que tinha assolado a Europa do noroeste ao sudeste.  Se já existisse naquela época um sistema de acompanhamento das tempestades, os navios poderiam ter sido avisados. Assim, estabeleceu-se na França um serviço meteorológico de aviso sobre tempestades. Nascia então a meteorologia moderna.

Era necessário agora que os cientistas recebessem de maneira bem rápida dados meteorológicos de outras localidades. O telégrafo elétrico, inventado pouco tempo antes por Samuel Morse, era exatamente o que se precisava para conseguir isso, permitindo que o Observatório de Paris começasse a publicar os primeiros mapas meteorológicos com o modelo atual em 1863. Em 1872, a Agência de Meteorologia Britânica já estava fazendo o mesmo.

Quanto mais os meteorologistas acumulavam informações, mais se davam conta da imensa complexidade do tempo. Foram criados, então, novos dispositivos gráficos, tornando possível que os mapas abrangessem informações adicionais. Linhas isóbaras, por exemplo, unem pontos que têm a mesma pressão barométrica. Já as isotermas ligam localidades com a mesma temperatura. Os mapas meteorológicos também usam símbolos que indicam a direção e a força do vento, junto com linhas que indicam o encontro das massas de ar quente e de ar frio.

Inventaram-se também aparelhos sofisticados. Hoje em dia, centenas de estações de observação ao redor do mundo lançam balões meteorológicos que levam radiossondas — instrumentos que medem as condições atmosféricas e depois enviam as informações por ondas de rádio. O radar também é usado. Os meteorologistas conseguem acompanhar o movimento de tempestades por meio das ondas de rádio que são refletidas pelos pingos de chuva e partículas de gelo nas nuvens.

Um salto na análise das condições meteorológicas foi dado em 1960 quando se lançou o primeiro satélite meteorológico do mundo, o TIROS I, equipado com uma câmera de TV. Agora, há satélites meteorológicos que orbitam a Terra de pólo a pólo e satélites geoestacionários que mantêm uma posição fixa em relação à superfície da Terra, cuja função é monitorar sem cessar a parte do planeta em seu campo de visão. De lá de cima, os dois tipos de satélite focalizam suas antenas para uma região específica e tiram fotos das condições meteorológicas.

Previsão do tempo

Saber como está o tempo nesse exato momento é uma coisa; saber como ele estará daqui a uma hora, um dia ou uma semana, é outra bem diferente. Logo depois da Primeira Guerra Mundial, o meteorologista britânico Lewis Richardson concluiu que, já que a atmosfera segue as leis da física, ele poderia usar a matemática para prever o  tempo. Mas as fórmulas eram tão complicadas e gastava-se tanto tempo para processar os cálculos que as frentes se dissipavam antes que os cálculos estivessem prontos. Além disso, Richardson utilizava medições feitas de seis em seis horas. “Para que se tenha o mínimo de exatidão na previsão do tempo, é necessário fazer medições em intervalos de no máximo 30 minutos”, observa o meteorologista francês René Chaboud.

O aparecimento dos computadores, porém, acelerou os extensos cálculos. Os meteorologistas usaram os cálculos de Richardson para desenvolver um complexo modelo numérico — uma série de equações matemáticas que abrangem todas as leis conhecidas da Física que governam as condições meteorológicas.

Para fazer uso dessas equações, os meteorologistas dividiram a superfície da Terra em coordenadas. Atualmente, o padrão global usado pela Agência de Meteorologia Britânica contém linhas de coordenadas a cada 80 quilômetros, criando blocos virtuais. Registram-se em cada um desses blocos o vento, a pressão do ar, a temperatura e a umidade da atmosfera em 20 níveis de altitude. O computador analisa os dados transmitidos a partir de mais de 3.500 estações de observação ao redor do mundo e faz, então, uma rápida previsão das condições meteorológicas da Terra para os próximos 15 minutos, e assim sucessivamente. Repetindo esse processo muitas e muitas vezes, um computador consegue fazer uma previsão global por seis dias em apenas 15 minutos.

A Agência de Meteorologia Britânica emprega outro padrão de coordenadas para áreas específicas, como o Atlântico Norte e partes da Europa, para obter uma previsão mais detalhada e exata daquela região. Para isso, são utilizados blocos de cerca de 50 quilômetros. Ainda existe outro padrão que cobre apenas as ilhas Britânicas e os mares em sua volta, com 262.384 coordenadas, blocos de 15 quilômetros e 31 níveis de altitude!

A função do meteorologista

A previsão do tempo, no entanto, não é apenas uma ciência. A Enciclopédia Delta Universal comenta que “as fórmulas usadas pelos computadores são apenas descrições aproximadas do comportamento da atmosfera”. Além do mais, a previsão exata para uma área mais extensa talvez não leve em consideração o efeito do relevo nas condições meteorológicas. Por isso, até certo ponto, é necessária uma certa arte — é aí que entra o meteorologista. Ele usa a experiência e o bom senso para estabelecer os valores a serem atribuídos aos dados que ele recebe, que lhe permitem fazer uma previsão mais exata.

Por exemplo, quando o ar resfriado pelo mar do Norte atinge a Europa continental, é comum formar-se uma camada fina de nuvens. Se vai chover no dia seguinte ou se essas nuvens vão evaporar depende de apenas alguns décimos de diferença na temperatura. De posse dos dados meteorológicos junto com o conhecimento que tem de circunstâncias similares já ocorridas, o meteorologista tem condições de fazer uma previsão confiável. A união da arte com a ciência é imprescindível na previsão exata do tempo.

São confiáveis?

Atualmente, a Agência de Meteorologia Britânica alega 86% de exatidão para previsões de 24 horas. Já o Centro Europeu de Previsão do Tempo em Médio Prazo afirma que a exatidão de suas previsões para cinco dias chega a 80% — bem melhor do que as previsões para dois dias no início da década de 70. Notável, mas longe de ser infalível. Por que as previsões não são ainda mais confiáveis?

Pelo simples fato de que os sistemas climáticos são complicados demais. Além disso, não é possível tomar todas as medições necessárias para fazer previsões à prova de erros. Vastas áreas do oceano não têm bóias para transmitir os dados via satélite para as estações em terra e é raro uma estação de observação estar exatamente na coordenada de um  padrão. Ademais, os cientistas ainda não entendem todas as forças da natureza que influenciam as condições meteorológicas.

Mas constantes melhorias vêm sendo feitas na previsão do tempo. Por exemplo, até pouco tempo atrás, prever o tempo dependia quase que exclusivamente da observação da atmosfera. Com 71% da superfície da Terra coberta por oceanos, os pesquisadores estão voltando a atenção para a maneira como a energia é armazenada e transferida do oceano para a atmosfera. Por meio dum conjunto de bóias, o Sistema de Observação do Oceano dá informações sobre ligeiros aumentos na temperatura da água duma área, o que pode afetar drasticamente as condições meteorológicas em outro lugar bem distante. *

Perguntou-se ao patriarca Jó: “Quem pode entender as camadas de nuvens, os estrondos desde a sua barraca [a de Deus]?” ( Jó 36:29) Mesmo hoje, o homem sabe relativamente pouco sobre os aspectos que influenciam as condições meteorológicas. Apesar disso, a moderna previsão do tempo é exata o suficiente para ser levada a sério. Em resumo: da próxima vez que o meteorologista disser que provavelmente vai chover, é melhor você levar um guarda-chuva!

[Nota(s) de rodapé]

[Fotos na página 13]

Leverrier

Torricelli

Lavoisier em seu laboratório

Antigo termômetro de vidro

[Créditos]

Fotos de Leverrier, Lavoisier e Torricelli: Brown Brothers

Termômetro : © G. Tomsich, Science Source/Photo Researchers

[Fotos na página 15]

Satélites, balões meteorológicos e computadores são alguns dos instrumentos de trabalho dos meteorologistas

[Créditos]

Páginas 2 e 15: satélite: NOAA/Department of Commerce; furacão: foto da Nasa

Comandante John Bortniak, NOAA Corps