Célula de Ensino evolução que gera resultados
Meteorologia, Climatologia e Engenharia das Alterações Climáticas

Clima e Alterações Climáticas: Fundamentos Meteorológicos, Dinâmica Atmosférica, Modelagem Climática e Engenharia do Ambiente

Formação científica e técnica aprofundada em Climatologia, Meteorologia Física e Dinâmica e Engenharia das Alterações Climáticas. Capacita estudantes e profissionais a definirem e distinguirem com precisão meteorologia e climatologia, interpretando as variáveis fundamentais de estado do tempo e clima (temperatura, umidade, pressão, vento, nuvens e precipitação). Integra a atmosfera no Sistema Terra, desvendando sua complexa interação com a geosfera, hidrosfera e biosfera. Analisa a física da radiação solar e terrestre, o balanço energético global, o efeito de estufa natural e a fotoquímica da camada de ozônio. Desenvolve a termodinâmica de processos adiabáticos, a psicrometria e a microfísica de nuvens e precipitação, articulando-as com a dinâmica de pressões, massas de ar, sistemas frontais e circulação geral tridimensional (Células de Hadley, Ferrel e Polar). Investiga rigorosamente o forçamento radiativo antropogênico e o papel dos gases com efeito de estufa desde a era pré-industrial, caracterizando anomalias térmicas e paleoclimáticas. Constrói o domínio metodológico sobre Modelos de Circulação Geral e Regional (GCMs/RCMs), famílias de cenários de concentração e socioeconômicos (RCPs e SSPs do IPCC) e projeções futuras de eventos extremos. Culmina na aplicação prática da engenharia do ambiente ao ODS 13 (Ação Climática), formulando matrizes de risco climático e estratégias de mitigação, infraestruturas resilientes e adaptação baseada em soluções na natureza.

6 células 60h Graduação e Pós-Graduação em Engenharia do Ambiente, Ciência
🚀 Escada de Valor • Pacotes & Credit Upgrade (R$ 29,99 a R$ 199,99)

Jornada Executiva: Sustentabilidade Estratégica & Gestão Global de Projetos (ESG)

Do curso base em Pensamento Estratégico de Sustentabilidade (R$ 29,99) à Liderança Internacional em Projetos de Clima e Captação Global (R$ 199,99).

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🌍 3. Certificação Dupla (PT-BR & EN) + ODS Certificados emitidos em Português e Inglês com competências alinhadas aos ODS da ONU para seu perfil global no LinkedIn.
Alinhamento ONU / Agenda Pós-2030: ODS 7 (Energia Limpa) ODS 9 (Indústria e Infraestrutura) ODS 12 (Consumo e Produção) ODS 13 (Ação Climática) ODS 17 (Parcerias Globais)
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Jornada da trilha

Células de aprendizagem

1

Célula 01: Geofísica, Estrutura da Atmosfera, Radiação e Balanço Energético Global

Fundamentação epistemológica e física da meteorologia e climatologia no contexto da geofísica planetária. Estabelece a distinção conceitual e metodológica entre o estado instantâneo do tempo atmosférico (meteorologia) e os padrões estatísticos de médio e longo prazo em escalas decadais e multisseculares (climatologia). Analisa a estrutura e estratificação vertical térmica da atmosfera terrestre: troposfera (gradiente vertical térmico médio de -6,5 °C/km, tropopausa dinâmica), estratosfera (aquecimento por absorção de radiação UV na camada de ozônio), mesosfera, termosfera e exosfera. Caracteriza a composição química gasosa do ar seco (N2, O2, Argônio) e a relevância radiativa dos componentes variáveis e gases traço (vapor de água H2O, dióxido de carbono CO2, metano CH4, óxido nitroso N2O e ozônio O3). Desenvolve as leis fundamentais da radiação eletromagnética: Lei de Planck, Lei de Stefan-Boltzmann, Lei do Deslocamento de Wien e Lei de Kirchhoff. Analisa a radiação solar incidente de onda curta (SW: espectro ultravioleta, visível e infravermelho próximo), a constante solar (~1361 W/m²) e o albedo planetário médio (~0,30). Modela o balanço radiativo e energético global do sistema Terra-Atmosfera, quantificando as trocas térmicas por onda longa infravermelha (LW) e os fluxos turbulentos não radiativos (calor sensível e calor latente de evaporação). Formaliza o efeito de estufa natural como amortecedor térmico indispensável que eleva a temperatura superficial terrestre de -18 °C para confortáveis +15 °C. Examina o ciclo fotoquímico de Chapman de formação e destruição do ozônio estratosférico, os ciclos catalíticos de halogênios (cloro e bromo), a dinâmica sazonal do buraco de ozônio na Antártica e o marco histórico de mitigação ambiental do Protocolo de Montreal.

10h
2

Célula 02: Termodinâmica Atmosférica, Umidade, Processos Adiabáticos e Precipitação

Termodinâmica do ar úmido e processos físicos de mudança de fase da água na atmosfera. Define e calcula as grandezas de umidade do ar: pressão parcial de vapor (e), pressão de vapor de saturação (es) governada pela equação termodinâmica de Clausius-Clapeyron, umidade absoluta, umidade específica, razão de mistura e umidade relativa (UR). Apresenta a teoria psicrométrica, bulbo seco e bulbo úmido, e a determinação da temperatura do ponto de orvalho (Td). Aplica a primeira lei da termodinâmica ao ar em ascensão e expansão: dedução do processo adiabático seco e do gradiente adiabático seco (DALR = ~9,8 °C/km). Modela a condensação e a liberação de calor latente, deduzindo o gradiente adiabático saturado ou úmido (SALR = ~5 a 6 °C/km). Estabelece a teoria da estabilidade e instabilidade estática atmosférica comparando os gradientes adiabáticos da parcela com o gradiente térmico ambiental (ELR): estabilidade absoluta (ELR < SALR), instabilidade absoluta (ELR > DALR) e instabilidade condicional (SALR < ELR < DALR). Determina o Nível de Condensação por Levantamento (LCL), Nível de Convecção Livre (LFC) e Nível de Equilíbrio Neutro (EL). Analisa os fenômenos de condensação superficial e sublimação: ponto de orvalho e formação de orvalho, geada branca cristalina e geada negra por congelamento intracelular sob ar seco. Estuda a microfísica de nuvens: núcleos de condensação de nuvens (CCN), classificação morfológica e genética internacional (Cirrus, Stratus, Cumulus e Cumulonimbus), avaliação de nebulosidade em octas e gênese de nevoeiros (radiação, advecção e orográfico). Explica os mecanismos de coalescência em nuvens quentes e o processo de Bergeron-Findeisen em nuvens mistas e frias (crescimento de cristais de gelo à custa de gotas super-resfriadas).

10h
3

Célula 03: Dinâmica da Pressão, Sistemas de Vento, Massas de Ar, Frentes e Circulação Geral

Dinâmica dos fluidos geofísicos na escala sinótica e global planetária. Analisa a pressão atmosférica, sua medição barométrica, a equação hidrostática e a equação hipsométrica para redução de pressão ao nível médio do mar. Identifica as forças fundamentais que regem o movimento do ar: Força do Gradiente de Pressão (FGP, do centro de alta para baixa pressão), força gravitacional, força de atrito com a rugosidade superficial e as forças aparentes decorrentes da rotação terrestre — Força de Coriolis (deflexão para a direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul) e força centrífuga em trajetórias curvas. Deduz o balanço do Vento Geostrófico (equilíbrio ideal entre FGP e Coriolis em altitude livre de atrito), vento de gradiente e vento ciclostrófico. Analisa o atrito na Camada Limite Planetária (CLP) e a Espiral de Ekman que provoca a convergência de ar em centros de baixa pressão (ciclones/cavados) e divergência em centros de alta pressão (anticiclones/cristas). Modela a Circulação Geral da Atmosfera através do modelo tri-celular: Célula de Hadley nos trópicos impulsionada pelo aquecimento equatorial, Célula de Ferrel nas latitudes médias e Célula Polar nas altas latitudes. Caracteriza a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), os ventos Alísios constantes, as calmarias equatoriais (Doldrums), os anticiclones subtropicais estáticos e dinâmicos, as correntes de jato em altitude (Jato Subtropical e Jato Polar) e as ondas planetárias de Rossby. Teoria das massas de ar: gênese em regiões homogêneas e classificação térmica/higrométrica (cT, mT, cP, mP, cA). Dinâmica de sistemas frontais e ciclogênese extratropical: frentes frias, frentes quentes, frentes oclusas e estacionárias. Conclui com a classificação climática global de Köppen-Geiger (tipos A, B, C, D, E e subtipos de regime pluviométrico).

10h
4

Célula 04: Forçamento Radiativo Antropogênico, Gases de Efeito Estufa e Anomalias

Evidências físicas e quantitativas da interferência humana no sistema climático planetário desde a Revolução Industrial e a emergência do Antropoceno. Modela os ciclos biogeoquímicos globais, com ênfase no ciclo do carbono: fluxos e estoques entre litosfera, oceano, biosfera terrestre e atmosfera. Disseca os Gases com Efeito de Estufa (GEE) de origem antrópica: dióxido de carbono (CO2, queima de combustíveis fósseis, desmatamento e cimento), metano (CH4, pecuária entérica, orizicultura irrigada, aterros sanitários e fugas de gás fóssil), óxido nitroso (N2O, fertilização nitrogenada na agricultura e processos industriais), gases fluorados de alto efeito (HFCs, PFCs, SF6, NF3) e o ozônio troposférico gerado por smog fotoquímico. Define métricas de equivalência climática: Potencial de Aquecimento Global (Global Warming Potential - GWP para horizontes de 20 e 100 anos) e emissões em CO2 equivalente (CO2e). Formula e calcula o Forçamento Radiativo Antropogênico (ΔF medido em W/m² no topo da atmosfera) através das relações empíricas validadas pelo IPCC (formulações logarítmicas de Myhre et al. para CO2: ΔF = 5,35 * ln(C/C0)). Analisa a Sensibilidade Climática de Equilíbrio (Equilibrium Climate Sensitivity - ECS) e a Resposta Climática Transitória (Transient Climate Response - TCR), examinando retroalimentações climáticas (feedbacks de vapor de água, albedo do gelo, nuvens e ciclo do carbono). Estabelece o conceito formal e matemático de anomalia climática: desvios térmicos e pluviométricos em relação a períodos basais climatológicos de referência de 30 anos (1961-1990, 1981-2010 e 1991-2020) padronizados pela Organização Meteorológica Mundial (OMM). Analisa evidências instrumentais e paleoclimáticas observadas: Curva de Keeling em Mauna Loa, anéis de crescimento de árvores (dendrocronologia), registros de testemunhos de gelo na Groenlândia e Antártica (Vostok e EPICA Dome C alcançando 800.000 anos), recuo global de geleiras, aquecimento do oceano superior, desoxigenação e acidificação das águas oceânicas por dissolução de CO2.

10h
5

Célula 05: Modelos Climáticos (GCMs/RCMs), Cenários RCP/SSP e Projeções de Extremos

Engenharia de modelagem numérica do clima global e regional e geração de cenários prospectivos para o século XXI. Detalha a arquitetura computacional dos Modelos de Circulação Geral Acoplados Atmosfera-Oceano (GCMs) e Modelos do Sistema Terrestre (Earth System Models - ESMs): malhas de discretização espacial tridimensional esférica, resolução horizontal e vertical, solução numérica das equações primitivas da dinâmica dos fluidos (continuidade, Navier-Stokes na esfera em rotação, equação de estado e conservação de energia e umidade) e parametrizações físicas de processos de sub-grade (convecção de nuvens, transferência radiativa, turbulência de camada limite e microfísica de aerossóis). Apresenta os Modelos Climáticos Regionais (RCMs) e as técnicas de redução de escala (downscaling): downscaling dinâmico (modelos aninhados de alta resolução) e downscaling estatístico (regressões lineares/não lineares, análogos meteorológicos e aprendizado de máquina). Estuda a evolução dos cenários de emissão do IPCC: desde os cenários SRES do Terceiro e Quarto Relatórios até as Trajetórias de Concentração Representativas (Representative Concentration Pathways - RCPs do AR5: RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 6.0 e RCP 8.5, caracterizadas pelo valor nominal do forçamento radiativo em 2100). Explora a matriz integrada contemporânea do IPCC AR6: Trajetórias Socioeconômicas Compartilhadas (Shared Socioeconomic Pathways - SSPs acopladas aos RCPs: SSP1-1.9, SSP1-2.6 de sustentabilidade e carbono neutro; SSP2-4.5 de caminho intermediário; SSP3-7.0 de fragmentação regional; e SSP5-8.5 de desenvolvimento fóssil intensivo). Analisa as projeções futuras de variáveis climáticas globais e regionais até o horizonte de 2100: projeções multimodelo de temperatura média do ar, padrões espaciais de alteração da precipitação (regiões secas tornando-se mais áridas e aumento de precipitações intensas nos trópicos e altas latitudes). Desenvolve a estatística de extremos climáticos: teoria de valores extremos (distribuição generalizada de valores extremos - GEV), índices de extremos da OMM (dias e noites quentes, ondas de calor, períodos secos consecutivos e eventos de precipitação extrema) e a física do agravamento de secas severas, ciclones tropicais intensos e elevação do nível médio do mar.

10h
6

Célula 06: Engenharia do Ambiente, ODS 13, Impactos nos Sistemas e Adaptação

Engenharia do ambiente aplicada à gestão das alterações climáticas e concretização do Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 13 (ODS 13: Ação Contra a Mudança Global do Clima). Aborda a visão holística do Sistema Terra: acoplamento e retroalimentações biogeofísicas entre atmosfera, hidrosfera, geosfera, criosfera e biosfera, ressaltando os pontos de inflexão críticos (tipping points: colapso da floresta amazônica, desaceleração da circulação do Atlântico AMOC, degelo do permafrost siberiano e colapso das plataformas de gelo da Antártica Ocidental). Avalia os impactos climáticos nos sistemas naturais: redistribuição e perda de biodiversidade, migração altitudinal de espécies florestais, degradação de zonas úmidas, acidificação e branqueamento de recifes de corais, e estresse hídrico crônico em aquíferos e rios. Analisa os impactos nos sistemas humanos e na infraestrutura civil: quebra de produtividade agrícola e segurança alimentar, vulnerabilidade de reservatórios de geração hidrelétrica, sobrecarga térmica em redes de transmissão elétrica, inundação e erosão de áreas costeiras urbanizadas, subsidência de solos e impactos na saúde pública (expansão de vetores de dengue/malária e estresse térmico em ilhas de calor urbanas). Estrutura a metodologia oficial do IPCC para Avaliação de Riscos Climáticos: Risco como resultante da interação tridimensional entre Perigo (Hazard), Exposição (Exposure) e Vulnerabilidade (Sensibilidade e Capacidade de Adaptação). Desenvolve as duas grandes vertentes de atuação da engenharia do ambiente: Mitigação (estratégias de descarbonização, eficiência energética, substituição de matérias-primas fósseis, tecnologias de captura, utilização e estocagem de carbono - CCUS e biochar) e Adaptação Climática (engenharia de resiliência de obras de drenagem e proteção contra cheias para períodos de retorno decamilenares, sistemas de alerta precoce hidrometeorológico, zoneamento ecológico-econômico, cidades-esponja e Soluções baseadas na Natureza - Nature-based Solutions/NbS).

10h