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Volume 45 / Fascículo 1/2
Julho 2022
Conteúdo restrito a subscritores

Esta frase do ilustre historiador da ciência I. Bernard Cohen (1914-2003) traduz a ideia que lamentavelmente teima em persistir na mente de cultos, e menos cultos, de que a atividade de meteorologistas e climatologistas se reduz à recoleção de informação acerca do estado do tempo no Globo terrestre, chegando a qualidade dos dados recolhidos a ser posta em causa sempre que os resultados das observações revelam sinais de mudanças sistemáticas no
clima imputáveis à atividade humana.


O clima é definido como um conjunto de grandezas médias completadas por momentos estatísticos de ordem mais elevada (tais como variâncias, covariâncias, correlações, etc.) que caracterizam a estrutura e o comportamento, ao longo de um dado período de tempo, do sistema climático, em particular dos seus subsistemas atmosfera, hidrosfera, criosfera, litosfera e biosfera. Esta definição, que consta logo da primeira página do livro Physics of Climate, da autoria de José Pinto Peixoto e Abraham Oort, publicado em 1992 pelo American Institute of Physics, implica que o clima não se refere a eventos meteorológicos individuais, mas a uma coletividade de eventos que tiveram lugar numa dada região e num dado período de tempo. Por isso, o clima não se “vê”, mas apenas nos “apercebemos” dos seus efeitos, os quais se revelam, seja no tipo de vegetação natural, seja no edificado rural tradicional, seja na traça das cidades antigas, seja até nos trajes típicos das populações.


O conceito de Clima sofreu uma profunda evolução desde o início do século XX, quando se tinha por base as estatísticas dos elementos climáticos observados (temperatura e humidade do ar, precipitação, direção e força do vento, pressão à superfície, radiação solar direta e difusa, entre outros parâmetros), calculadas para períodos de trinta anos (as denominadas normais climatológicas). Durante muito tempo, a Climatologia teve um caráter eminentemente descritivo, centrando-se na identificação e caracterização de regiões mais ou menos homogéneas em termos de condições meteorológicas, que seriam definidas com base na variabilidade sazonal média de variáveis como a temperatura e a precipitação. Deste tipo de abordagem, surgiram as classificações climáticas clássicas, das quais a de Köppen-Geiger é ainda hoje largamente utilizada (e.g., Beck et al., 2018). A partir de meados do século XX, a atmosfera e posteriormente todo o planeta Terra começaram a ser encarados como um sistema complexo, que pode ser estudado e compreendido com recurso às leis da Física. Esta estratégia foi fundamental para o desenvolvimento da Meteorologia, dando origem à previsão numérica do tempo, e da Ciência Climática, com a modelação do clima. 


A qualidade dos sistemas de previsão meteorológica melhorou acentuadamente nas últimas décadas, alargando a utilidade das previsões a áreas muitas vezes insuspeitas, como é o caso dos sistemas de navegação espacial. A previsão da circulação atmosférica global permite determinar com melhor precisão as coordenadas das estações de recepção e das órbitas dos satélites, ou de sondas interplanetárias. De facto, a precisão da geodesia espacial também progrediu muito nas últimas décadas, tornando as previsões do momento angular da atmosfera úteis para reduzir o erro nas previsões dos parâmetros de orientação da Terra. Neste artigo analisamos com mais detalhe o efeito das variações do momento angular da atmosfera na velocidade de rotação da Terra ou, equivalentemente, nas variações da duração do dia.


O Prof. José Pinto Peixoto (JPP) desempenhou um papel central no desenvolvimento de uma teoria mais completa do ciclo hidrológico, contribuindo entre muitos outros aspetos, para sistematizar as equações que caracterizam o ramo aéreo e a sua ligação intima com o ramo terrestre, bem como os vários modos de transporte atmosférico. Para se perceber a singularidade da sua contribuição para a climatologia, em geral, e para o ciclo hidrológico, em particular, não basta evocar os vastíssimos conhecimentos de matemática, termodinâmica, radiação ou física estatística que possuía e que sabia transmitir de forma tão clara aos milhares de estudantes que, como eu, tiveram a possibilidade de o ter como mestre. Como acontece com outros cientistas de renome, estou convencido que a enorme valia das suas contribuições científicas, sintetizadas nessa obra maior que é o livro Physics of Climate de 1992 resultou também de várias condicionantes externas que contribuíram de forma decisiva para que JPP alcançasse, com todo o mérito, uma posição cimeira no panorama científico internacional. A primeira condicionante central é relativa ao acesso a dados e aos meios computacionais necessários para os tratar. De facto, muitos dos dados meteorológicos em altitude, mas também relativos aos oceanos e às zonas polares, cruciais para um melhor entendimento das várias componentes do sistema climático, só passaram a ser recolhidos de forma sistemática após a segunda guerra mundial.


Nas últimas décadas, a investigação acerca da dinâmica da vegetação tem vindo a assumir um papel crucial. Vários estudos têm sido desenvolvidos no sentido de compreender as potenciais alterações nos intricados ciclos de carbono, energia e água, nomeadamente no que diz respeito às alterações na evapotranspiração. Observações de satélite têm apontado para um ‘planeta mais verde’ e dados de modelos e observações parecem indicar um aumento da evapotranspiração a nível global, associado a um aumento de temperatura e a um incremento da transpiração da vegetação. Atenção especial tem sido dedicada à investigação das relações entre a dinâmica da vegetação e a Oscilação do Atlântico Norte (NAO), que é considerado o principal modo de variabilidade atmosférica no Hemisfério Norte. Neste trabalho vamos analisar as tendências de produtividade da vegetação e da evapotranspiração durante os últimos 21 anos na Península Ibérica, utilizando informação proveniente de satélite. Os padrões espaciais que representam a relação entre a NAO e a variabilidade da vegetação e da evapotranspiração permitem identificar as regiões em que esta relação é mais evidente, nomeadamente os sectores Noroeste e Sueste da Península.


Este artigo teve como objetivo homenagear o Prof. José Pinto Peixoto, através da participação no número especial da Gazeta de Física dedicado aos 30 anos da publicação do seu livro Physics of Climate, escrito em coautoria com Abraham Oort e publicado em 1992 pelo American Institute of Physics, e aos 100 anos do seu nascimento, que se comemoram em novembro do corrente ano. Contudo, constitui essencialmente um testemunho e uma homenagem pessoal não apenas ao investigador, mas também ao professor e às suas qualidades pedagógicas e didáticas. A forma encontrada para realizar esta homenagem consiste na descrição dos conhecimentos adquiridos com o livro Physics of Climate e nas aulas do Prof. Peixoto, utilizados no estudo da influência das condições atmosféricas e climáticas nos incêndios rurais em Portugal. Em particular, serão salientadas algumas características especificas da meteorologia e da climatologia, nomeadamente a natureza dos seus objetos de estudo, que determinam e condicionam a investigação científica nestas áreas, sobretudo a abordagem metodológica e a importância da observação e da modelação da atmosfera e do sistema climático.


Os últimos relatórios do Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas afirmam de forma explicita que as alterações climáticas são o resultado da ação antrópica. Os modelos globais e regionais de clima são a única forma para avaliar e efetuar projeções de alterações climáticas futuras. Assim, estabeleceram-se consórcios internacionais de modelação climática que permitem o estabelecimento de cenários climáticos futuros. Aqui, recorrendo às simulações climáticas do consórcio do EURO-CORDEX, apresentam-se os resultados das projeções sintetizadas para Portugal. De acordo com os cenários aqui apresentados, Portugal terá uma redução significativa da precipitação, associada a um aumento de eventos com precipitação extrema. As alterações climáticas far-se-ão sentir mais intensamente no final do século, particularmente na primavera e outono. Estes cenários revelam a intensificação da vulnerabilidade hídrica do país não só em termos de precipitação média com também em termos de extremos (secas ou inundações). As alterações da temperatura em território nacional serão mais severas nas zonas do interior, particularmente no nordeste transmontano e Beira Interior.


O projeto do MeteoFreixo tem a sua génese com uma estação meteorológica analógica, instalada em 2017. Este projeto conta com 25 alunos do 2º e 3ºciclos que fazem o registo e análise dos dados meteorológicos com a publicação regular. O reconhecimento surgiu no concurso de Ciência Escolar da Fundação Ilídio Pinho, tendo sido selecionado para a Mostra Nacional, nas edições XV e XVI. Em 2018, o projeto MeteoFreixo organizou, o 1ºCongresso Transfronteiriço de Meteorologia e Alterações Climáticas, tendo realizado outras edições em 2019 e 2022. Recentemente (2021), no âmbito da rede de escolas de clubes da Ciência Viva, o MeteoFreixo instalou um sismógrafo.


Após concluir uma primeira licenciatura em Ciências Matemáticas em 1944, o Professor José Pinto Peixoto foi um dos primeiros alunos a concluir, em 1952, a licenciatura em Ciências Geofísicas da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL). Este curso, criado em 1946, oferecia uma formação dedicada à Física da atmosfera, oceano e terra sólida e era na altura uma das cinco licenciaturas da FCUL. Foi durante vários anos a única licenciatura de especialização numa sub-área da Física, acompanhando a licenciatura em Ciências Físico-Químicas. Após a conclusão desta segunda licenciatura, o professor Peixoto juntou-se aos quadros da FCUL como Assistente Extraordinário, onde continuou a ensinar Física e Ciências Geofísicas de forma muito carismática até ao final da sua vida, passando os seus profundos conhecimentos e intuição física aos seus alunos. De especial memória ficam os seus ensinamentos de Termodinâmica, Meteorologia e Dinâmica da Atmosfera.


Do Casal de Cinza à Miuzela
Mas foi nos meus dezoito anos, em 1965, no segundo ano da Licenciatura em Física que num exame no Anfiteatro da Física a paredes meias com o Instituto Geográfico D. Luis I, falei pela primeira vez com José Pinto Peixoto. Levei um calduço por erro que tinha feito. Perguntou-me de onde era, disse Casal de Cinza. Durante um semestre chamou-me Sr. Monteiro. Lá balbuciava Carvalho Rodrigues e com descrença e talvez um carolo dado sempre acompanhado de... com muita caridade... dizia: ... de Casal de Cinza só pode ser Monteiro. Só se remediou no ano e semestres seguintes onde muitas vezes foi meu Professor.
Era então Meteorologista, que era uma Profissão, dirigia o Instituto Geográfico D. Luis I e era Professor Extraordinário. No meu quarto ano foi feito Professor Catedrático, depois de umas provas de Agregação memoráveis.


JOSÉ PINTO PEIXOTO nasceu em 9 de novembro de I922 na aldeia de Miuzela, concelho de Almeida, distrito da Guarda. Filho de professores primários, realiza os seus estudos secundários em Lisboa, no liceu Gil Vicente, com o apoio do Instituto do Professorado Primário. Apesar da separação resultante dessa vinda para Lisboa, manterá sempre uma forte ligação à sua terra de origem. No liceu Gil Vicente destaca-se com um excelente desempenho escolar, interessando-se especialmente pela matemática. Terminado o liceu, ingressa na Faculdade de Ciências de Lisboa, onde termina a licenciatura em Ciências Matemáticas em I944.
Em I945 surge-lhe uma oportunidade de trabalho, que o obriga a uma mudança da sua área de interesse. A um estágio no Instituto Geofísico do Infante D. Luís, segue-se o ingresso no Serviço Meteorológico Nacional (SMN), quando da sua criação em I946. A sede do SMN localizava-se então em Lisboa, na freguesia de Santa Isabel, a escassas centenas de metros da Escola Politécnica, permitindo uma estreita colaboração entre as duas instituições, ambas então dirigidas por Herculano Amorim Ferreira, Físico e Professor catedrático da FCUL.


O Professor José Pinto Peixoto (1922-1996) marcou a sua época como homem de ciência notável e como pedagogo excecional. A sua obra Physics of Climate, que escreveu com o seu colega Abraham Oort, não só se tornou um texto clássico da Teoria do Clima como continua, trinta anos depois, a ser uma referência obrigatória nos cursos pós-graduados de Climatologia. Esta resistência ao tempo, que apenas se observa num número reduzido de livros científicos, se não é alheia à qualidade com que os assuntos são expostos e discutidos, deve-se, sobretudo, à intemporalidade das leis da Física que impregnam todo o livro graças à perspetiva adotada pelos autores de que “os conceitos em climatologia se devem construir sobre o suporte da Física a fim de se obter um significado e uma interpretação apropriados dos resultados”.


Muito já se escreveu sobre a importância do Professor Pinto Peixoto no desenvolvimento do ensino superior nas regiões do Interior do País, na qual se inclui a Universidade da Beira Interior. No caso da UBI, contava-me o Prof. Pinto Peixoto que aquando da criação do instituto politécnico o Dr. Duarte Simões terá ido, com grande humildade, bater à porta de muitos professores catedráticos originários da Beira Interior pedindo-lhes auxílio para implementar o ensino superior na região. Não foram os benefícios financeiros, ou profissionais, que poderiam auferir que motivou uma resposta positiva de muitos desses professores, onde se incluía o Pinto Peixoto, mas sim a vontade de contribuírem para o desenvolvimento de regiões mais desfavorecidas do País. O caso do Pinto Peixoto é muito singular, entre outras razões, porque a morte veio encontrá-lo quando ainda lecionava na UBI aulas de Termodinâmica, para centenas de alunos do 2º ano de diversos cursos de Engenharia, apesar de já Jubilado.
Após o choque da notícia da sua morte, houve logo uma preocupação imediata, que começou no departamento de Física, de deixar sinais físicos da sua passagem pela UBI porque, apesar daqueles que com ele privaram contarem ao longo da vida histórias do professor -eu ainda conto muitas aos meus alunos e não só- também esses um dia deixarão a UBI e a memória do professor deixará de estar tão presente como ainda hoje acontece, 26 anos após a sua morte.


José Pinto Peixoto (JPP) foi um daqueles meus professores com uma personalidade, um cariz, uma genialidade, uma forma de ensinar e escrever, todas tão vincadas que deixou indelevelmente marca na forma como comunico hoje nas minhas aulas. Foi em 1984 na cadeira de Termodinâmica que os segundanistas de Física como eu, tomámos conhecimento com JPP num dos anfiteatros da, já na altura, centenária e histórica Escola Politécnica. Já íamos de sobreaviso pelos colegas mais velhos que JPP era uma celebridade da Física e da Meteorologia e que valeria a pena ‘absorver’ tudo o que dizia como uma esponja. As suas aulas bastante sonoras, vivas, interativas e saudavelmente intimidatórias, eram apoiadas por elegantes e caligraficamente belas fórmulas escritas no quadro preto com giz que à mínima distração vinda do fundo da sala, era disparado das mãos de Peixoto atingindo certeiramente alguém a quem a seguir perguntava: ‘Então, meu menino, enuncie-me lá o Primeiro Princípio da Termodinâmica’. JPP não esquecia os seus alunos, fossem bons ou maus, mantendo com eles uma relação de quase paternalismo. As provas orais obrigatórias de JPP eram intensas e por vezes tinham versões coletivas com 3 a 4 alunos simultaneamente no quadro.


A formação em 1946 do Serviço Meteorológico Nacional a partir da junção dos recursos até então existentes nas universidades e no Serviço Meteorológico dos Açores marcou a modernidade da meteorologia portuguesa e estruturou a integração de Portugal na Organização Meteorológica Mundial, transformada na mesma década numa agência das Nações Unidas. O projeto liderado por Amorim Ferreira contou, desde o seu início, com o papel insubstituível daquele que viria a ser o mais importante físico da atmosfera português do século XX: José Pinto Peixoto.
O progresso da meteorologia em Portugal, ao longo da segunda metade do século XX, obrigou à reorganização das redes de observação, à melhoria de procedimentos de análise e previsão, e à adoção de uma estrutura operacional capaz de assegurar a qualidade a pontualidade e o rigor necessários para a segurança dos cidadãos e da atividade económica, e em particular da aviação civil.


Eu não sabia onde ficava Miuzela. Desde agosto passado que já sei: é uma aldeia no interior profundo de Portugal, no concelho de almeida, distrito da guarda. Fui lá por ser miuzelense um dos físicos portugueses mais notáveis do século XX, José Pinto Peixoto (1922-1996), professor da Universidade de Lisboa e especialista em geofísica.

Peixoto doutorou-se no MIT (de facto, a defesa da tese foi em Lisboa, mas quase todo o trabalho foi feito no MIT) e trabalhou mais tarde em Princeton. Um dos seus colegas e amigos do MIT foi o físico norte-americano Edward Lorenz (1918-2008), o autor de uma célebre formulação da teoria do caos, segundo a qual o bater das asas de uma borboleta pode originar um tornado no Texas. A tese de Peixoto, “Contribuição para o Estudo da Energética da Circulação Geral da Atmosfera”, foi submetida no ano de 1958, que foi declarado pelas Nações Unidas Ano Geofísico Internacional (passadas cinco décadas, 2008 é o Ano Internacional da Terra).


Entre as histórias associadas a Arquimedes - o sábio natural de Siracusa que tornou célebre a expressão “Eureka” - existe uma que coloca a ciência ao serviço da guerra. Esta história, de acordo com o relato (bem mais tardio, do Sec. XII) do historiador Bizantino Joannes Zonaras, decorre em 213 D.C., quando Siracusa, uma cidade portuária na costa leste da Sicília, foi cercada tanto por mar como por terra pelas forças da República Romana. Roma pretendia evitar uma aliança entre Cartago, à época a sua cidade arqui-rival, e o Reino de Siracusa. Durante o cerco, Arquimedes teria usando espelhos para refletir e focar a luz solar de modo a incendiar toda a frota Romana. Tal engenhosidade não evitou a conquista da cidade pelos Romanos, e a própria morte de Arquimedes no processo, mas ilustra como a ciência (como base da tecnologia) poderia dotar um “David” de uma “funda” para derrotar um “Golias”.


Publicada em 1992 pelo American Institute of Physics, a primeira e única edição do livro Physics of Climate por José P. Peixoto e Abraham H. Oort continua a constituir uma referência obrigatória para os cursos de Climatologia e de Dinâmica e Modelação do Clima. Uma breve incursão pelo Google, utilizando como palavras-chave “syllabus”, “physics of climate” e “Peixoto and Oort” permite logo identificar mais de meia centena de universidades, das mais prestigiadas dos quatro cantos do mundo, em que o livro de Peixoto e Oort é de leitura obrigatória.


Efeito de estufa e consequências 

Certamente já ouviste falar em mudanças climáticas e nas consequências destas mudanças para a vida sobre o planeta Terra. Todos os países serão atingidos por estas alterações e, por isso, precisamos de atuar em conjunto, e todos temos de contribuir no nosso dia a dia se queremos impedir que as previsões que os cientistas fazem se concretizem.
Mas afinal do que se trata? Tem-se verificado nos últimos anos o aumento médio da temperatura acompanhado de vários efeitos secundários como grandes incêndios, grandes tempestades, grandes inundações, destruição de habitats.Temos consumido demasiada energia, demasiados recursos naturais e colocamos em risco a nossa vida e a dos outros seres vivos. Muita da produção de energia está associada à emissão de gases para a atmosfera.


Com o apoio da Sociedade Portuguesa de Física, decorreram em Ponta Delgada, nos Açores, a 45ª WOCSDICE - Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits e a 16ª EXMATEC - Expert Evaluation and Control of Compound Semiconductor Materials and Technologies, de 3 a 6 de maio de 2022. A WOCSDICE é uma workshop que reúne anualmente investigadores reconhecidos internacionalmente e jovens cientistas e engenheiros com elevado potencial, com vista a divulgar os resultados mais recentes nas áreas dos semicondutores, dispositivos associados e circuitos integrados. Por sua vez, a EXMATEC é um encontro bienal, que se destaca por juntar especialistas de renome, investigadores jovens e representantes de empresas de todo o mundo, para apresentar e discutir ideias e tecnologias avançadas nas áreas de fabricação, caracterização e processamento de semicondutores.


FÍSICA 2022 – 23ª Conferência Nacional de Física e 32º Encontro Ibérico para o Ensino da Física, realiza-se na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto de 7 a 10 de Setembro de 2022, em regime presencial.

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