O instrumento usado na medida da radiação solar é o pireliômetro. Baseia-se no efeito termelétrico, pelo qual o aquecimento diferencial provoca força eletromotriz proporcional à quantidade de radiação recebida. Os dados fornecidos por esse instrumento têm largo uso na arquitetura e na engenharia (iluminação), e servem para botânicos e agricultores, pois o crescimento das plantas decorre essencialmente da quantidade de radiação recebida.
Massas de ar. Define-se massa de ar como uma grande porção de ar muito espessa e de alguma homogeneidade em sentido horizontal. Em termos de temperatura e umidade, principalmente, as massas de ar contêm propriedades idênticas e variações uniformes. Formam-se sobre áreas uniformes de terra ou de água, com fraca circulação de vento sobre elas.
As massas de ar podem ser polares e tropicais, conforme venham dos pólos ou das regiões tropicais, e continentais ou marítimas. Geralmente são transportadas para regiões distantes das de sua formação. Assim, o ar tropical, quente e úmido, é transportado para as regiões temperadas e polares, e o ar polar, frio e seco, vai para os trópicos.
Formação de frentes. Quando uma massa de ar polar e uma massa de ar tropical se encontram, tendem a preservar suas condições físicas em vez de se misturarem livremente. Isso resulta na formação de frentes, ou descontinuidades, em toda a extensão da superfície de encontro, ao longo da qual ocorrem as principais mudanças de tempo.
A formação de uma frente ou a regeneração e fortalecimento de frentes fracas recebe o nome de frontogênese. Ocorre em regiões onde, pelo sistema de ventos, ocorre uma convergência entre ar frio polar e ar quente tropical. Uma das condições necessárias é um flagrante contraste de temperatura. A frontólise, enfraquecimento ou dissipação das frentes, se dá quando o regime dos ventos favorece a divergência e se torna quase nula a separação de temperaturas.
Numa frente quente, o ar aquecido, mais leve, se eleva sobre o ar frio; numa frente fria, o ar quente é deslocado e substituído pelo ar frio. Na área adiante da frente quente ocorre uma queda lenta de pressão, com formação de nuvens altas. Na área dianteira da frente fria, a pressão cai rápida e continuamente e formam-se nuvens médias e baixas.
Plotagem e análise das cartas sinópticas. A carta sinóptica, ou carta de tempo, serve para fazer a análise do tempo com vistas a sua previsão. A Organização Meteorológica Mundial (OMM) elaborou o sistema-padrão de símbolos para a plotagem de fenômenos e demais dados meteorológicos numa carta sinóptica.
Os dados sinópticos de superfície e de altitude são lançados na carta sinóptica e procede-se, então, à plotagem das observações de superfície, todas referentes à mesma hora. Em cartas especiais, plotam-se as observações de radiossondas, que dão os índices de temperatura e umidade nos diferentes níveis de altitudes. Além disso, é preciso registrar observações sobre a direção e velocidade do vento nos níveis padrão (850, 700 e 500 milibares). Todos esses dados são básicos para a preparação das cartas de pressão constante, de ventos em altitude etc.
A configuração das linhas isóbaras em cartas sinópticas permite acompanhar a formação e a evolução das depressões barométricas ou ciclones e, por meio delas, a marcha das massas de ar de suas frentes. As isóbaras são linhas que, num mapa, unem os pontos de igual pressão atmosférica ao nível do mar. Os ventos sopram quase exatamente ao longo das isóbaras, com baixa pressão à direita no hemisfério sul e à esquerda no hemisfério norte.
Quando as isóbaras aparecem muito juntas umas das outras indicam bruscas variações de pressão; quando estão espaçadas, variações lentas. Se as pressões aumentam do exterior para o centro há indicação de anticiclone; em caso inverso, um ciclone ou depressão barométrica. Um eixo de altas pressões indica uma dorsal, cunha ou crista barométrica. De maneira inversa, um eixo de baixas pressões representa um cavado barométrico. Quando as isóbaras estão paralelas, há uma rampa barométrica. Em regra, nos anticiclones há bom tempo, em virtude da descida de ar das camadas superiores para as inferiores (subsidência). Nos ciclones e cavados impera o mau tempo, devido à convecção.
As isotermas são as linhas que ligam os pontos (localidades) que apresentam igual temperatura (reduzida ao nível do mar). O exame da distribuição das isotermas no mapa revela a influência dos diferentes fatores que atuam sobre a temperatura: latitude, continentalidade, maritimidade, correntes marítimas etc.
Meteorologia no Brasil. Desde a década de 1970, o Instituto de Pesquisas Espaciais (Inpe), em São José dos Campos SP, recebe as informações fornecidas pelos satélites americanos Goes e pelo europeu Meteosat. Complementam essas informações os dados sobre temperatura, umidade, pressão e ventos coletados por radares e estações meteorológicas de superfície, mantidas pelo Departamento Nacional de Meteorologia do Ministério da Agricultura. Com base nesse conjunto de informações era feita a previsão do tempo no país.
Em 1993, o Brasil lançou o SCD1 (Satélite de Coleta de Dados), inteiramente construído no país e destinado a coletar nove vezes ao dia, com grande confiabilidade, dados sobre marés, índices de chuvas e níveis de poluição atmosférica de sensores espalhados pelo país. Essas informações permitem aos meteorologistas brasileiros fazer previsões de até cinco dias de antecedência, e superar grandemente a marca anterior, de 48 horas. O equipamento, de vida útil de um ano, é substituído periodicamente e, graças a essa inovação, o Brasil passou a contribuir para a rede internacional de informações meteorológicas de que sempre se beneficiou até possuir seu próprio satélite.

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