A atmosfera

O que é a atmosfera? É a camada gasosa que envolve a Terra, constituindo um sistema complexo de gases e partículas sólidas e líquidas, que é mantido em suspensão sobre o planeta, pela acção da gravidade.

Figura 1 – Esquema representativo da atmosfera terrestre.

Atmosfera terrestre Composição AR Azoto Oxigénio Árgon Dióxido de carbono Néon Cripton Hidrogénio Ozono AR (gás da atmosfera)

Figura 2 - Composição da atmosfera terrestre.

Vapor de água Encontra-se principalmente nas camadas baixas da atmosfera exerce o importante papel de regulador da acção do Sol sobre a superfície terrestre. A quantidade de vapor varia em função das condições climáticas das diferentes regiões do planeta, os níveis de evaporação e precipitação são compensados até chegar a um equilíbrio as camadas inferiores estão muito próximas ao ponto crítico em que a água passa do estado líquido ao gasoso. A atmosfera protege a Vida na Terra, absorvendo a radiação solar, ultravioleta e variações extremas de temperaturas entre o dia e a noite. Figura de monitorização da concentração de vapor na atmosfera causada pelo fenômeno El Niño

Temperatura e as camadas atmosféricas ATMOSFERA Três camadas relativamente quentes Duas camadas relativamente frias Recebem o sufixo "pausa", após o nome da camada subjacente. Contactos = áreas de descontinuidade

Camadas e áreas de descontinuidade Troposfera (0 - 7/17 km) Estende-se da superfície da Terra até a base da estratosfera(0 - 7/17 km); Corresponde a 80% do peso atmosférico; É a única camada em que os seres vivos podem respirar normalmente; A espessura média é de aproximadamente 12 km, atingindo até 17 km nos trópicos e os 7 quilómetros nos pólos. Todos os fenómenos metereológicos estão confinados a esta camada. Tropopausa Camada intermediária entre a troposfera e a estratosfera; Situa-se a uma altura média de 17 km no equador; A distância ao solo varia com as condições climáticas da troposfera, da temperatura do ar, a latitude entre outros factores;

Estratosfera (15-50 km) Estratopausa A temperatura aumenta com a altitude e caracteriza-se pelos movimentos de ar em sentido horizontal; É a segunda camada da atmosfera , compreendida entre a troposfera e a mesosfera; A temperatura aumenta com a altura; Apresenta uma pequena concentração de vapor de água e temperatura constante até à região limítrofe, denominada estratopausa. É nesta camada que existe a camada de ozono e onde começa a difusão da luz solar (que origina o azul do céu). Estratopausa É próximo à estratopausa que se concentra a maior parte do ozono da atmosfera; Situa-se aproximadamente nos 22 km acima da superfície, na parte superior da estratosfera.

Mesosfera (50 - 80/85 km) Mesopausa Termosfera (80/85 - 640+ km) A temperatura diminui com a altitude, existindo uma substancial queda de temperatura chegando até a -90º C no seu topo; Localiza-se entre a estratopausa (na sua parte inferior) e a mesopausa (na sua parte superior), entre os 50 e os 85 km de altitude; É nesta camada que ocorre o fenómeno de aeroluminescência das emissões da hidroxila e é a combustão dos meteoróides. Mesopausa É a região da atmosfera que determina o limite entre uma atmosfera com massa molecular constante e uma onde predomina a difusão molecular. Termosfera (80/85 - 640+ km) Localiza-se acima da mesopausa; A sua temperatura aumenta com a altitude; É a camada onde ocorrem as auroras e onde orbita o Vaivém Espacial.

Distribuição das camadas da atmosfera segundo Pressão, Temperatura, Altitude e Densidade

Regiões atmosféricas segundo a distribuição iónica Além das camadas, e em conjunto com estas, existem as regiões atmosféricas, em que ocorrem diversos fenómenos físicos e químicos. Ionosfera (Região que contém iões: compreendida entre a mesosfera até à termosfera que vai até aproximadamente 550 km de altitude). Camadas ou regiões iónicas da ionosfera Camada D Situada entre os 50 e os 80 km, é a mais próxima do solo e a que absorve maior quantidade de energia electromagnética. Camada F2 A mais alta das camadas Ionosféricas, situa-se Entre os 200 e 400 km. É o principal meio de Reflexão ionosférica. Camada E Situa-se acima da camada D e abaixo das camadas F1 e F2, a sua altitude médiavaria entre os 80 e os 100-140 km. Camada semelhante À camada D. Camada E Esporádica Tem a particularidade De ficar mais activa Quanto mais Perpendiculares são os Raios solares que Incidem sobre si. Camada F1 Situa-se acima da Camada E e abaixo Da camada F2. Existe durante Os horários diurnos.

Figura 3 - Esquema das camadas ionosféricas.

Exosfera Ozonosfera Magnetosfera Cinturão de radiação Localiza-se acima da ionosfera. Ozonosfera Região onde se situa a camada de ozono, com 10-15 km de altitude. É esta camada que protege os seres vivos da acção dos raios ultra-violeta. Magnetosfera A magnetosfera de um astro é a região definida pela interacção do plasma estelar magnetizado com a atmosfera magnetizada desse astro. Cinturão de radiação Cinturões de radiação ou cinturões de Van Allen são regiões quase-toroidais em torno do equador magnético, a uma distância de 2 a 6 raios terrestres, preenchidas de partículas energéticas mas de baixa densidade volumétrica.

Temperatura média e pressão A temperatura média da atmosfera à superfície da Terra é de 14 °C. A pressão atmosférica é o resultado directo do peso exercido pela atracção gravitacional da Terra sobre a camada de ar que a envolve, variando conforme o momento climático, a hora, o local e a altitude. Cerca de 50% do total da massa atmosférica situa-se até aos 5 km de altitude. A pressão atmosférica ao nível do mar, é aproximadamente 101,3 kg pascais (em torno de 14,7 libras por polegada quadrada). Densidade e massa A densidade do ar ao nível do mar é aproximadamente igual a 1,2 quilogramas por metro cúbico. Esta densidade diminui com a altitude à mesma taxa da diminuição da pressão. A massa total da atmosfera é aproximadamente de 51x 10^18 kg, uma fracção minúscula da massa total da Terra.

Evolução da atmosfera da Terra A Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos. Seria pouco provável que o nosso planeta tivesse permanecido durante todo esse tempo idêntico, na sua forma e na sua composição, ao planeta que hoje habitamos. O mesmo ocorre com a atmosfera terrestre, que nem sempre apresentou a mesma composição química. Assim, pode-se dizer que existiram três atmosferas que seguiram uma evolução: Atmosfera primária Atmosfera secundária Atmosfera terciária Atmosfera primária Acabou por ser dissipada através do calor proveniente da crosta terrestre e do Sol. He H

Extinções em massa e evolução. Atmosfera secundária Há aproximadamente 3,5 biliões anos atrás, a superfície da Terra arrefeceu o suficiente… uma crosta endurecida, povoada de vulcões que libertaram vapor de água, dióxido de carbono (CO2), e amoníaco(NH3). Atmosfera constituída principalmente por dióxido de carbono (CO2), vapor de água (H2O), amónia (NH4), metano (CH4) e óxido de enxofre (SO) e com deficiência de oxigénio livre. Surgiram os primeiros organismos que realizavam fotossíntese, convertendo o dióxido de carbono em oxigénio (aumento). Extinções em massa e evolução.

Aparecimento de uma camada de ozono (O3), a Ozonosfera Atmosfera terciária Aparecimento de uma camada de ozono (O3), a Ozonosfera Formas de vida do planeta passaram a estar mais protegidas da radiação ultravioleta.

A auto-regulação da temperatura e pressão A Terra possui um sistema de compensações de temperatura, pressão e humidade, que mantém um equilíbrio dinâmico natural, em todas as suas regiões. Dos quais 17% são absorvidos pelas camadas inferiores sendo que o ozono interage e absorve os raios UV, e o dióxido de carbono e o vapor de água absorvem os raios IV. As camadas superiores do planeta reflectem à volta de 40% da radiação solar. A restante energia alcança a superfície do planeta que por sua vez reflecte 10% das radiações solares de volta.

Além dos efeitos descritos, existe ainda a influência na penetração da energia solar do vapor de água e da inclinação dos raios solares, e influência e interacção dos oceanos com a atmosfera em sua auto regulação. Transição suave de temperaturas em todo o planeta, excepção à regra ocorre, onde são menores a quantidade de água, vapor desta e a espessura da troposfera. A circulação do ar, é determinante na distribuição do calor e humidade na atmosfera pois esta activa a evaporação média , dispersa as massas de ar quente ou frio conforme a região e o momento. Caracteriza os tipos climáticos.

Assim: Circulação do ar Na horizontal: chama-se vento, que é definido como o movimento do ar paralelo à superfície da Terra. Na vertical: denomina-se corrente de ar.

Fontes http://students.fct.unl.pt/users/fmr11280/ozono/ozono.html (21 de Novembro 2006) http://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosfera#Composi.C3.A7.C3.A3o (20 de Novembro de 2006) http://sbqensino.foco.fae.ufmg.br/uploads/313/evolucao.pdf (23 de Novembro de 2006) http://fisica.cdcc.sc.usp.br/olimpiadas/06/Atmosfera_Tec_CDCC_010706.pdf (21 de Novembro de 2006)