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A Aerologia e a Meteorologia Sinóptica em Portugal

No início do século XX assistiu-se a uma “decadência acentuada” (Peixoto, 1986, 281) dos trabalhos nos observatórios meteorológicos de Coimbra, Porto e Lisboa, principalmente devido a dissidências internas, falta de apoio financeiro e carência generalizada de pessoal técnico com preparação científica. Apesar destas contingências, entre 1907e 1908 iniciaram-se em Lisboa os primeiros estudos aerológicos, com o lançamento de sondas acopladas a papagaios (Ferreira, 1940, 21).

No Observatório de Coimbra, Anselmo Ferraz de Carvalho (1878-1955) fazendo uso da vasta colecção de dados meteorológicos, publicou, em 1922, um resumo das observações feitas no OMM da UC desde 1866, que intitulou de “Clima de Coimbra” (Carvalho, 1922). Encontram-se reunidos nesta obra uma análise detalhada dos dados recolhidos ao longo de 50 anos (de 1866 a 1916) e a ideia surgiu após o envio em Maio de 1916 à Real Sociedade Meteorológica de Londres (RSML) dos volumes publicados das “Observações Meteorológicas do OMM”. A resposta do secretário da RSML foi:

“These are a very valuable contribution to our Library and give us very reliable information concerning the climate of Coimbra. I trust the observatory staff will some day find it possible to bring another volume of results combining all the observations from 1866 to 1915. This would give very valuable mean results for 50 years” (idem, p. V).

Um outro estudo que teve por base as observações realizadas em Coimbra foi feito no estrangeiro. A partir de dados barométricos horários, recolhidos entre 1868 e 1929 e publicados nas “Observações meteorológicas do OMM da UC”, o matemático britânico Sydney Chapman (1888-1970) e sócio do IC, fez o estudo da maré atmosférica lunar em Coimbra [2], trabalho que publicou n’O Instituto em 1937. Chapman estava na altura no Imperial College of Science and Technology de Londres.

Apenas em 1923 se iniciou a meteorologia sinóptica em Portugal, que consistia na elaboração de cartas abrangendo a Europa Ocidental e a aplicação de novos métodos para previsão do tempo com base no seu estudo. Estes trabalhos começaram após a criação dos Serviços Meteorológicos da Marinha (SMM) em 1922, por iniciativa do vice-almirante Augusto Eduardo Neuparth (1859-1925) e do oficial meteorologista António de Carvalho Brandão (1878-1937), ficando este último com a direcção destes serviços até 1928. Logo após a criação dos SMM, a Intendência Geral da Marinha solicitou também ao OMM a execução de observações sinópticas. Estas passaram a ser enviadas de Coimbra, em dois boletins diários, para Lisboa.

Carvalho Brandão desempenhou um papel fundamental na meteorologia em Portugal e, em particular, na previsão do tempo, participando em muitos congressos internacionais em representação do nosso país, como os casos de Londres, em 1921, e Utrecht, em 1923. Veio a participar também no congresso conjunto das Associações Portuguesa e Espanhola para o Avanço da Ciência, realizado em Coimbra em 1925 com a colaboração do IC.

No ano de 1925 foi grande actividade científica em Coimbra. Francisco de Miranda Costa Lobo (1864-1945), então presidente do IC e da Associação Portuguesa para o Avanço da Ciência, fundou neste ano a secção de astrofísica do Observatório Astronómico da UC, tendo sido inaugurado o novo pavilhão instalado nas proximidades do OMM e iniciou-se o funcionamento do novo espectroheliógrafo aí instalado. Ferraz de Carvalho, vice-presidente do IC, manteve-se director do Observatório Meteorológico, Magnético e Sismológico da UC que, a partir de 14 de Maio, se passou a designar de Instituto Geofísico (designação que passaremos a adoptar). No congresso de Coimbra, Ferraz de Carvalho fez três comunicações dedicadas, respectivamente, à meteorologia, à geologia e à sismologia [3].  Na comunicação sobre meteorologia, abordou a variação diária normal da pressão atmosférica de Coimbra. De 14 a 19 de Julho esta cidade recebeu um grande número de investigadores portugueses e estrangeiros que vieram participar no congresso.

A memória apresentada por Carvalho Brandão no congresso de Coimbra debruçava sobre “Os modernos métodos de previsão do tempo em Portugal” e começou com uma nota optimista segundo a qual a situação da altura, com “a formação de novas hipóteses e a descoberta de novas leis e novos métodos para a previsão do tempo (…), caracterizada por uma intensa actividade científica, parecendo marcar enfim de facto o início duma Ciência Meteorológica, e consequentemente a esperança fundada duma Previsão do Tempo científica, pelo menos a curto prazo” (Brandão, 1925, 2).

Brandão abordou o uso das cartas sinópticas, elaboradas com o traçado das isóbaras [4], destacando o seu valor na representação das condições atmosféricas mas estimou que eram insuficientes para a previsão do tempo, na ausência de qualquer hipótese científica que descrevesse a sua evolução. As principais dificuldades situavam-se ao nível da previsão dos ventos e, ainda maior, na previsão da ocorrência de chuvas, obrigando ao recurso a métodos empíricos ou mesmo à intuição dos meteorologistas mais experientes nos prognósticos efectuados. São referidos quatro motivos da insuficiência do chamado “tratado clássico” do meteorologista inglês Napier Shaw (1854-1945), nomeadamente: a disposição dos ventos em torno dos centros de baixa e alta pressão constituíam uma média de pouca confiança; não era possível atender aos detalhes das isóbaras e às suas irregularidades, de grande importância para o vento e para a chuva; o quase total desconhecimento do estado da atmosfera a altitudes mais elevadas e a impossibilidade de prever as evoluções do campo barométrico, pelo desconhecimento das leis que o regem (Brandão, 1925, 4-5).

Nas páginas seguintes, Brandão fez a descrição dos novos métodos, desenvolvidos durante a Primeira Guerra Mundial e já no período pós-guerra. Com base nas investigações alemãs e escandinavas, com especial protagonismo dos noruegueses Vilhelm e Jacob Bjerknes (pai e filho), tinha surgido a “teoria da frente polar”. Vilhelm Friman Koren  Bjerknes (1862–1951), após ter trabalhado no desenvolvimento de novas teorias no âmbito da física mecânica conseguiu, com sucesso, aplicá-las à atmosfera. Através do reconhecimento das interacções entre a pressão e os campos de movimento, por aplicação das leis da hidrodinâmica, e contabilizando a influência das forças de fricção, poderia gerar-se um prognóstico racional (Friedman, 1989, 90). Vilhelm Bjerknes fundou em 1917 a Escola de Meteorologia de Bergen, onde, com um conjunto de jovens investigadores, entre os quais figurava o seu filho Jacob Aall Bonnevie Bjerknes (1897–1975), se dedicou à investigação com o objectivo de obter modelos de previsão do tempo. Desta escola surgiu um novo modelo dos ciclones, cuja origem se explicava através das descontinuidades entre massas de ar contíguas, a temperaturas diferentes. Usando a terminologia vinda da guerra, uma massa de ar frio, provindo de uma região polar e com uma componente para Oeste, encontra uma massa de ar quente equatorial, animada devido ao movimento de rotação terrestre com uma componente para Este, gerando uma frente polar que consistia na superfície de contiguidade entre as duas massas de ar. O movimento relativo destas massas de ar e as várias transformações energéticas que se sucediam determinavam fenómenos ciclónicos e os acontecimentos meteorológicos nas superfícies subjacentes. Através do conhecimento dos deslocamentos destas linhas de descontinuidade (frentes frias, quentes ou oclusas) era possível antecipar as condições meteorológicas num determinado local.

Durante a Primeira Guerra Mundial, os meteorologistas franceses desenvolveram um novo método para as suas previsões assente no estudo dos núcleos de variação de pressão, obtidos a partir do traçado de curvas de igual variação barométrica em intervalos iguais, também designadas de isalóbaras. Verificou-se haver uma continuidade perfeita no movimento destes núcleos de máxima variação, ao contrário das depressões, cuja trajectória do seu centro era por vezes irregular e caprichosa. A partir da previsão, para 12 h ou 24 h, do movimento destes núcleos e das respectivas linhas de variação nula, era possível traçar linhas isóbaras para essa altura e, com base nelas, deduzir os ventos e o tempo. De França veio também um novo sistema de classificação de nuvens que definia grandes agrupamentos, cada um dos quais com regras que determinavam o seu deslocamento. O desenho dos sistemas de nuvens nas cartas sinópticas, com as suas zonas características - região central de chuva, frente de aproximação de mau tempo, margens de tempo duvidoso e cauda de tempo instável, constituíam uma ferramenta adicional ao processo de previsão das “mais úteis e seguras” (Brandão, 1925, 17).

O método italiano baseava-se na, já antiga, variação de pressão com o tempo, mas transfigurada pela aplicação da análise harmónica e decomposição em períodos diversos, de acordo com o lapso temporal da previsão. Segundo Brandão, apesar das dificuldades inerentes ao carácter amortecido das ondas e a impossibilidade de prever o aparecimento de outras, tinham sido conseguidos excelentes resultados na sua aplicação durante a guerra.

No que respeita à situação da meteorologia em Portugal, Brandão justificou a curta duração do serviço meteorológico da Marinha com elementos insuficientes relativos aos métodos a adoptar. Acentuou, no entanto, a necessidade de uma íntima ligação com Espanha, devendo optar-se por um estudo conjunto da meteorologia da Península Ibérica, sendo que as observações em ambos os países se revelavam essenciais para as previsões dos dois lados da fronteira. Concluiu que o método norueguês apenas poderia ser utilizado em circunstâncias especiais, sendo mais eficaz em países mais setentrionais, que também possuíam uma maior cobertura em face das estações então em funcionamento no Atlântico Norte. A solução estaria nas observações efectuadas a bordo de navios e transmitidas por TSF, desde que fossem sanados alguns constrangimentos relativos às medições efectuadas no local onde se encontra o navio e ao tráfego radiotelegráfico entre os navios e os postos costeiros.

Desta forma, o método francês era o mais exequível, não oferecendo grandes dificuldades o traçado das linhas isalóbaras sobre o continente europeu e ilhas britânicas, estando por solucionar a obtenção de observações mais completas sobre o Atlântico. Algumas dificuldades de comunicação com os postos dos Açores e da Madeira eram devidos a atrasos nos telegramas enviados por cabo telegráfico, uma vez que a comunicação via TSF ainda não estava em funcionamento. Em relação ao sistema de nuvens, Brandão referiu que este era de pouca aplicação no nosso país, situação partilhada com os países situados nas margens orientais de um oceano.
Não é possível aquilatar, com certeza, o impacto em Coimbra da comunicação de Carvalho Brandão. Pode-se especular que António Gião [5], que se encontrava em 1925 a estudar na UC, tenha assistido a este congresso e tenha contactado com Brandão. Fica, pelo menos, o registo do conhecimento que em Portugal havia dos novos métodos de previsão do tempo.

Os estudos aerológicos só foram iniciados no Instituto Geofísico de Coimbra em 1926, depois da aquisição de um teodolito registador de Hahn-Goerz, adequado ao lançamento de balões piloto, bem como todos os acessórios respectivos. Para tal, foi necessário construir uma torre de madeira própria para estes lançamentos (Santos, 1985, 65). Inicialmente, apenas eram registadas a direcção e velocidade do tempo. Em 1929 foram adquiridos três meteógrafos Bosch-Hergesell que permitiam obter os dados de pressão, temperatura e humidade. Devido à necessidade de maior força ascencional, eram utilizados três balões, que rebentavam em altitude, sendo garantida a descida suave dos aparelhos com recurso a um pára-quedas “feito em Coimbra, com um pano de um guarda-chuva” (idem, 78)



[2] A maré atmosférica é a variação da altura da atmosfera devido à atracção gravitacional da Lua ou do Sol, semelhante à que ocorre nos mares e oceanos.

[3] A primeira foi intitulada “A variação diária normal da pressão atmosférica de Coimbra”, a segunda incidiu sobre o “O estudo em conjunto por missões de Espanha e Portugal de vários problemas de geologia da Península” e a terceira teve por base a “Colaboração íntima dos serviços sismológicos de Portugal e Espanha(Trabalhos scientíficos anunciados e na quási totalidade apresentados ao Congresso (1925), O Instituto, 71, 626).

[4] Linhas que passam por pontos de igual pressão atmosférica.

[5] António Gião foi um físico nascido em Reguengos de Monsaraz. Fez os estudos secundários em Évora e, em parte, estudos superiores na Universidade de Coimbra. Foi depois para Estrasburgo, onde se formou em Engenharia Geofísica e Física (Meteorologia) e a seguir para Bergen e Paris. Passou a primeira metade da sua vida científica no estrangeiro. No total, publicou mais de 150 artigos, muitos deles nas melhores revistas como a Physical Review, os Comptes Rendus (apresentados por Louis de Broglie), o Journal de Physique, etc. Terá sido um dos primeiros portugueses a publicar na Nature (uma carta em 1926, tinha ele 20 anos, sobre a posição das nuvens). Atingiu, por isso, notoriedade internacional suficiente para receber não só um convite para professor no MIT como até um convite para uma expedição internacional de voo sobre o pólo Norte em 1928. Felizmente recusou este último, pois a viagem de dirigível, capitaneado pelo italiano Umberto Nobile, acabou em tragédia. Regressado a Portugal, passou a interessar-se cada vez mais pela física de partículas e cosmologia. Publicou na Portugaliae Physica, a revista criada em 1943 (Gião escreveu um artigo sobre meteorologia e outro sobre teoria quântica relativista, no 2º volume), Portugaliae Mathematica, Técnica (revista dos estudantes do IST), etc. e nela era proposta uma teoria das forças fundamentais, um assunto que nessa altura ocupava a mente do sábio exilado. Em Janeiro de 1946 enviou uma carta a Albert Einstein na Universidade de Princeton sobre uma teoria das forças fundamentais, um assunto que nessa altura ocupava a mente do sábio exilado.