A TERRA E SUA ATMOSFERA

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:Ahrens, C. D. – Meteorology TodayTrewartha & Horn – An Introduction to ClimateVarejão-Silva, M. A. – Meteorologia e Climatologia

Tamanho relativo dos planetas em nosso sistemasolar

A Terra está a 150 milhões de km do sol

A atmosfera da Terra vista do espaço

A atmosfera terrestre é uma mistura de vários gasescom nuvens de vapor d’água e cristais de gelo.

Composição Atual

• Nitrogênio 78 %• Oxigênio 21 %• Dióxido de Carbono 0,04 %• Argônio 0,9 %• Vapor d’água 0 – 4 %• Ozônio 0 – 0,001 %

• Gases Traço– Neônio– Hélio– Hidrogênio– Kriptônio

Importância do vapor d’água

• forma a precipitação (líquida ou sólida)

• libera grande quantidade de calor latente

vapor líquido

vapor sólido (gelo)

alimentando tempestades e furacões

• gás do efeito estufa

Por que o CO2 está aumentando?

Por que existe um ciclo sazonal no CO2?Verão – maior consumo de CO2

Inverno – as plantas morrem e liberam CO2 para a atmosfera

CO2

[CO2] tem aumentado mais de 15 % desde 1958

A entrada de CO2 na atmosfera é maior do que a remoção

entrada

• decaimento da vegetação

• erupções vulcânicas

• emissões pelos animais

• queima de combustíveis fósseis

• desflorestamento

saída

• fotossíntese

• fitoplâncto (fotossíntese)

• CO2 oceano > 50 x CO2 atm

CO2

Estima-se que [CO2] aumentará de

365 ppm 500 ppm até o final do séc 21.

Taxa anual: 1,5 ppm/ano

gás do efeito estufa

CO2

Estima-se que com o aumento de [CO2] e outros gases

∆Tar = + 1 oC a 3,5 oC (próximos 100 anos)

Outros gases do efeito estufa• Metano (CH4)• Óxido nitroso• Clorofluorcarbonetos (CFCs)

Concentração global de CH4 atmosférico eem Mould Bay, Canada

Ozônio – danosozônio troposférico

• Substância nociva

• Odor desagradável

• Irrita os olhos e as membranas do sistema respiratório

asma e bronquite

• Retarda o crescimento de árvores

• Danifica plantações

Ozônio – ganhosozônio estratosférico

• Camada de proteção contra os raios UV

• [O3] é maior durante a tarde

nos meses de verão

quando a luz solar é mais intensa

• na região equatorial

Produção-destruição de OzônioEstratosférico

O3 + UV O2 + O 0,2 µm < λ < 0,3 µm

O3 + O 2O2 colisão com outros átomos

O3 + O3 3O2 combinação de 2 moléculas de O3

Produção-destruição de OzônioGases naturais destrutivos

óxido nítrico - NOdióxido de nitrogênio - NO2produção: bactérias no solo

NO alcança a estratosfera (25 km) onde a energia solar oconverte em óxidos de nitrogênio que destroem o O3

NO + O3 NO2 + O2 passo 1

NO2 + O NO + O2 passo 2

Uma pequenaquantidade de NOdestrói uma grandequantidade de O3.

Produção-destruição de OzônioEstratosférico

CFCs – sobem para a estratosfera vagarosamente sem serem

destruídos

(1) próximo à quebra da tropopausa, na vizinhança das correntes de jato

(2) por tormentas bem desenvolvidas que penetram na baixa estratosfera

CFC + UV Cl + compostos

Cl + O3 ClO + O2 passo 1

ClO + O Cl + O2 passo 2

O átomo de cloro estánovamente livre paracombinar e destruirmais moléculas de O3.

Tempo de vida do átomo de Cl50 – 100 anos

Estima-se que um átomo de Cl remove cerca de 100.000moléculas de O3 antes de se combinar com outras moléculas

ClO + NO2 ClONO2 (nitrato clorídrico) passo 3

CH4 + Cl HCl + CH3 passo 4

Protocolo de Montreal – estabeleceu uma data limitepara diminuição da emissão de compostos com CFC e bromo,que destrói o O3 a uma taxa 10 vezes maior do que o cloro.

Como a atmosfera atingiu o estado atual?

• A atmosfera inicial consistia principalmentede H e He

• A atmosfera posterior foi formadaprincipalmente pelas emissões vulcânicas

Monte St. Helenaadicionando vapor, CO2

e outros compostos ànossa atmosfera

85 % vapor d’água10 % CO2

Como a atmosfera evoluiu?1) Emissões vulcânicas

– Vapor d’água 85%– Dióxido de carbono 10%– Nitrogênio 1 - 5 %– Enxofre 1 - 5 %– Partículas e materiais da superfície

• Vapor d’água condensou, formando os oceanos.• Dióxido de carbono foi dissolvido nos oceanos e fixado nas rochas sedimentares de carbonato.4) Como foi obtido oxigênio e ozônio? Foto-dissociação…

0H H

0H H

2 H202

2 H20 + radiação ultra-violeta 2 H2 + 02

uv uvFoto-dissociação passo 1

Foto-dissociação passo 2

0202

02

0 0

0303

3 02 +radiação ultra-violeta 2 03

Radiação Ultra-violeta

DECARGAS ATMOSFÉRICAS