Atmosfera Padrão

ContedoPginas

International Standard Atmosphere 1Atmosfera terrestre 3Nvel mdio do mar 14Condies normais de temperatura e presso 19Condies padro de temperatura e presso 20Troposfera 21Estratosfera 24

RefernciasFontes e Editores da Pgina 25Fontes, Licenas e Editores da Imagem 26

Licenas das pginasLicena 27

International Standard Atmosphere 1

International Standard AtmosphereInternational Standard Atmosphere ou Atmosfera Padro Internacional, mais conhecida por sua sigla ISA, ummodelo atmosfrico terrestre invariante criado pela Organizao de Aviao Civil Internacional. Se utilizaprincipalmente na navegao area.

A seguir se do as equaes de variao segundo a altitude (nomeada adiante como ) da temperatura, a presso e adensidade para algumas camadas atmosfricas, utilizando sempre o sistema internacional. A gravidade considerada constante

Se considera que a composio do ar no varia e sua massa molecular

e que sua constante "R"

Troposfera Extenso

At 11000 m Valores

Gradiente trmico:

Temperatura a 0 m: Presso a 0 m:

Densidade a 0 m:

Equao de variao da temperatura

Equao de variao da presso

Equao de variao da densidade

International Standard Atmosphere 2

Baixa estratosfera Extenso

Desde 11000 at 25000 m Valores

Gradiente trmico: (nesta capa a temperatura constante).


Densidade a 11000 m:



Alta estratosfera Extenso

Desde 25000 at 47000 m Valores

Gradiente trmico:


Densidade a 25000 m:

Equao de variao da temperatura



Atmosfera terrestre 3

Atmosfera terrestre

Imagem da Terra vista do Apollo 17.

As camadas mais altas da atmosfera terrestre.

A atmosfera terrestre uma fina camada de gasesinspidos, incolores e inodoros, presa Terra pela forada gravidade. A atmosfera terrestre protege a vida naTerra absorvendo a radiao ultravioleta solar,aquecendo a superfcie por meio da reteno de calor(efeito estufa), e reduzindo os extremos de temperaturaentre o dia e a noite. Visto do espao, o planeta Terraaparece como uma esfera de colorao azul brilhante.Esse efeito cromtico produzido pela disperso da luzsolar sobre a atmosfera, e que existe tambm em outrosplanetas do sistema solar dotados de atmosfera.

O ar seco contm, em volume, cerca e 78,09% denitrognio, 20,95% de oxignio, 0,93% de argnio,0,039% de gs carbnico e pequenas quantidades deoutros gases. O ar contm uma quantidade varivel devapor de gua, em mdia 1%.

A atmosfera tem uma massa de aproximadamente 5 x1018 kg, sendo que trs quartos dessa massa estosituados nos primeiros 11km desde a superfcie. Aatmosfera terrestre se torna cada vez mais tnueconforme se aumenta a altitude, e no h um limitedefinido entre a atmosfera terrestre e o espao exterior.Apenas em altitudes inferiores a 120km a atmosferaterrestre passa a ser bem percebida durante a reentradaatmosfrica de um nibus espacial, por exemplo. Alinha Krmn, a 100km de altitude, consideradafrequentemente como o limite entre atmosfera e oespao exterior.


Composio

A composio da atmosfera terrestre. O grficoinferior representa os gases traos que juntosrepresentam 0,039% da atmosfera. Valores

normalizados para ilustrao.

Quantidade mdia de vapor de gua na atmosfera

A atmosfera terrestre composta principalmente de nitrognio,oxignio e argnio. Os gases restantes so muitas vezes referidos comogases traos [1] , entre os quais esto includos os gases do efeito estufa,como vapor de gua, o dixido de carbono, metano, xido nitroso e ooznio. O ar filtrado pode conter vestgios de muitos outros compostosqumicos. Muitas substncias naturais podem estar presente emquantidades nfimas em uma amostra de ar no purificada, incluindopoeira, plen e esporos, gotculas de gua lquida, cinzas vulcnicas emeteoroides. Vrios poluentes industriais tambm podem estarpresentes, tais como o cloro (elementar ou em compostos), compostosde flor, mercrio elementar e compostos de enxofre, tais comodixido de enxofre (SO2, que pode causar a chuva cida).


Composio da atmosfera (amostra isenta de gua), por volume

ppmv: partes por milho por volume (nota: a frao de volume igual frao molar para apenas gases ideais)

Gs Volume

Nitrognio (N2) 780.840 ppmv (78,084%)

Oxignio (O2) 209.460 ppmv (20,946%)

Argnio (Ar) 9.340 ppmv (0,9340%)

Dixido de carbono (CO2) 390 ppmv (0,0390%)[2]

Nenio (Ne) 18,18 ppmv (0,001818%)

Hlio (He) 5,24 ppmv (0,000524%)

Metano (CH4) 1,79 ppmv (0,000179%)[3]

Criptnio (Kr) 1,14 ppmv (0,000114%)

Hidrognio (H2) 0,55 ppmv (0,000055%)

xido nitroso (N2O) 0,3 ppmv (0,00003%)

Monxido de carbono (CO) 0,1 ppmv (0,00001%)

Xennio (Xe) 0,09 ppmv (9x106%)

Oznio (O3) 0,0 a 0,07 ppmv (0% a 7x106%)

Dixido de nitrognio (NO2) 0,02 ppmv (2x106%)

Iodo (I) 0,01 ppmv (106%)

Amnio (NH3) traos

Gases no includos na alta atmosfera (amostra isenta de gua):

Vapor de gua (H2O) ~0.40% em toda a atmosfera, normalmente entre 1%-4% na superfcie

Vapor de gua

Figura de monitoramento daconcentrao de vapor na atmosfera

causada pelo fenmeno El Nio

O vapor d'gua na atmosfera encontra-se principalmente nas camadas maisbaixas da atmosfera (75% de todo o vapor d'gua est abaixo dos quatro milmetros de altitude) e exerce o importante papel de regulador da ao do Solsobre a superfcie terrestre. A quantidade de vapor varia muito em funo dascondies climticas das diferentes regies do planeta; os nveis deevaporao e precipitao so compensados at chegar a um equilbrio nabaixa atmosfera: o vapor de gua contido nas camadas inferiores est muitoprximo ao seu ponto de saturao. A gua torna-se lquida quando a suaconcentrao chega a 4% na baixa atmosfera.

O ar, em algumas reas, como desertos, pode estar praticamente isento devapor de gua, enquanto em outras pode chegar a ao nvel de saturao, algomuito comum nas regies equatoriais, onde a precipitao pluvial constantetodo o ano.


Camadas e reas de descontinuidade

Camadas daatmosfera (sem

escala).

A temperatura da atmosfera terrestre varia entre camadas em altitudes diferentes. Portanto, arelao matemtica entre temperatura e altitude tambm varia, sendo uma das bases daclassificao das diferentes camadas da atmosfera.A atmosfera est convencionalmente estruturada em cinco camadas, trs das quais sorelativamente quentes, separadas por duas camadas relativamente frias. Os contatos entre essascamadas so reas de descontinuidade, e recebem o sufixo "pausa" aps o nome da camadasubjacente.

Troposfera

A Troposfera a camada atmosfrica que se estende da superfcie da Terra at a base daestratosfera. Esta camada responde por cerca de oitenta por cento do peso atmosfrico e a nicacamada em que os seres vivos podem respirar normalmente.[4] A sua espessura mdia deaproximadamente 12km, atingindo at 17km nos trpicos e reduzindo-se para em torno de setequilmetros nos plos. Praticamente todos os fenmenos meteorolgicos esto confinados a estacamada.

Na base da troposfera encontra-se a camada limite planetria (CLP) (tambm chamada decamada limite atmosfrica - CLA), a camada mais baixa da troposfera, com uma altura mdia de1km, na qual os efeitos da superfcie so importantes, como o ciclo diurno de aquecimento eresfriamento. O que distingue a CLP de outras regies da troposfera a turbulncia atmosfrica eseu efeito de mistura, resultando na chamada camada de mistura (CM). Acima da CLP, oescoamento atmosfrico laminar (no turbulento), e o ar desliza em camadas, exceo domovimento turbulento que encontrado dentro das nuvens convectivas do tipo cumulonimbus, degrande desenvolvimento vertical.

Em geral, a base das nuvens e a uma inverso trmica de altitude podem ser encontradas junto aotopo da CLP, limitando-a. Os poluentes atmosfricos so difundidos pela turbulncia dentro daCLP e transportados a longas distncias, at encontrar uma regio de ocorrncia de nuvens de grandedesenvolvimento vertical que possam lhes transportar at a troposfera superior. Uma camada de transio existeentre a CLP e a atmosfera livre, na qual ocorre a intruso de ar frio e seco da atmosfera livre dentro da CLP. O ar daCLP sobre os continentes nas latitudes tropicais em geral quente e mido. Os fluxos de calor, umidade e depoluentes ocorrem na base da CLP a partir da superfcie e, por isso, o fluxo turbulento de calor diminuiverticalmente. Em geral, durante o dia, a CLP uma camada convectiva, durante a noite, estvel junto superfcieque se resfria por perda radiativa do calor acumulado durante o dia.

TropopausaA tropopausa o nome dado camada intermediria entre a troposfera e a estratosfera, situada a uma altura mdiaem torno de 17km sobre a linha do Equador. A distncia da tropopausa em relao ao solo varia conforme ascondies climticas da troposfera, da temperatura do ar, da latitude, entre outros fatores. Se existe na troposferauma agitao climtica com muitas correntes de conveco, a tropopausa tende a subir. Isto se deve por causa doaumento do volume do ar na troposfera, este aumentando, aquela aumentar, por conseqncia, empurrar atropopausa para cima.


Estratosfera

Grfico que ilustra distribuio das camadas daatmosfera segundo a presso, temperatura,

altitude e densidade

Na estratosfera a temperatura aumenta com a altitude e se caracterizapelos movimentos horizontais do ar. Situa-se aproximadamente entre 7e 17 at 50km de altitude aproximadamente, compreendida entre atroposfera e a mesosfera. Apresenta pequena concentrao de vapor degua, e a temperatura cresce conforme maior a altitude at a regiolimtrofe, denominada estratopausa. Muitos avies a jacto circulam naestratosfera devido sua estabilidade. nesta camada que est situadaa camada de oznio, e onde comea a disperso da luz solar (queorigina o azul do cu).

Estratopausa

A estratopausa a regio limtrofe entre a estratosfera e a mesosfera eonde a temperatura para de aumentar conforme a elevao da altitude,marcando o incio da mesosfera.

Mesosfera

Na mesosfera a temperatura diminui com a altitude. Esta a camada atmosfrica onde h uma substancial queda detemperatura, chegando at a -90C em seu topo. A mesosfera est situada entre a estratopausa em sua parte inferior emesopausa em sua parte superior, entre 50 a 80/85km de altitude. na mesosfera que ocorre o fenmeno daaeroluminescncia das emisses da hidroxila e nela que se d a combusto dos meteorides.

MesopausaA mesopausa a regio da atmosfera que determina o limite entre uma atmosfera com massa molecular constante deoutra onde predomina a difuso molecular.

TermosferaNa termosfera a temperatura aumenta com a altitude, e est localizada acima da mesopausa. Sua temperaturaaumenta rapidamente com a altitude at onde a densidade das molculas to pequena que se movem em trajetriasaleatrias, chocando-se raramente. A temperatura mdia da termosfera de 1.500C, mas a densidade to pequenaque a temperatura no sentida normalmente. Sua espessura varia entre 350 a 800km dependendo da atividadesolar, embora sua espessura seja to pequena quanto 80km em pocas de pouca atividade solar.[5] a camada ondeocorrem as auroras e onde orbita o nibus espacial.

TermopausaA termopausa ou exobase a regio limtrofe entre a termosfera e a exosfera. Fisicamente, toda a radiao solarincidente atua abaixo da termopausa, mas pode ser negligenciado quando considerado a exosfera, onde a atmosfera to tnue que fenmenos decorridos a praticamente no so percebidos.

ExosferaA camada mais externa da atmosfera da Terra se estende desde a termopausa para o espao exterior. Aqui, as partculas esto to distantes que podem viajar centenas de quilmetros sem colidir umas com as outras. Uma vez que as partculas colidem raramente, a exosfera no se comporta como um fluido. Essas partculas que se movem livremente seguem trajetrias retilneas e podem migrar para dentro ou para fora da magnetosfera ou da regio de


atuao do vento solar. A exosfera composta principalmente de hidrognio e hlio.No existe um limite definido entre o espao exterior e a atmosfera. Presume-se que esta tenha cerca de milquilmetros de espessura, 99% da densidade est concentrada nas camadas mais inferiores e cerca 75% da massaatmosfrica est numa faixa de 11km desde a superfcie. medida que se vai subindo, o ar vai se tornando cada vezmais rarefeito, perdendo sua homogeneidade e composio. Na exosfera, zona em que foi arbitrado limtrofe entre aatmosfera e o espao interplanetrio, algumas molculas de gs acabam escapando ao do campo gravitacional.O limite onde os efeitos atmosfricos so notveis durante a reentrada atmosfrica, fica em torno de 120km dealtitude. A altitude de 100 quilmetros, conhecida como a linha Krmn, tambm usada freqentemente como olimite entre atmosfera e o espao exterior.

Outras camadasAlm das cinco camadas principais determinadas pela temperatura, outras camadas so determinadas por vriasoutras propriedades.

OzonosferaA ozonosfera ou camada de oznio est contida dentro da estratosfera. Nesta, a concentrao da camada de oznio de cerca de 2 a 8 partes por milho, que muito maior do que o oznio na atmosfera prxima superfcie, mas ainda muito pequeno quando comparado com os principais componentes da atmosfera. Est localizada principalmente naparte inferior da estratosfera, entre 15 a 35km de altitude, embora a espessura varie sazonalmente egeograficamente. Cerca de 90% do oznio em nossa atmosfera est contida na estratosfera.

Ionosfera

As auroras polares ocorrem na ionosfera

A ionosfera, a parte da atmosfera ionizada pelaradiao solar, estende-se de 50 a 1.000km de altitudee, normalmente, engloba tanto a termosfera quanto aexosfera. A ionosfera representa a fronteira interna damagnetosfera. Tem importncia prtica, e influencia,por exemplo, a propagao radioelcrica sobre a Terra. responsvel pelas auroras. dividida em subcamadasque se diferem pela quantidade de energiaeletromagntica recebida pelo sol ou de ficarem maisativas quando os raios solares incidemperpendicularmente no meio.

Homosfera e heterosfera

A homosfera e a heterosfera so definidas pelo fato de que os gases atmosfricos esto ou no bem misturados. Nohomosfera, a composio qumica da atmosfera no depende do peso molecular; os gases so misturados pelaturbulncia. A homosfera inclui a troposfera, a estratosfera e a mesosfera. Acima da turbopausa, a cerca de 100kmde altitude (essencialmente a altitude da mesopausa), a composio varia com a altitude. Isso ocorre porque adistncia que as partculas podem se mover sem colidir uma com as outras grande em comparao com o tamanhodos movimentos turbulentos que fazem a mistura. Isso permite que os gases estratifiquem-se pelo peso molecular; osmais pesados, como o oxignio e nitrognio, esto presentes apenas prximos da parte inferior da heterosfera. Aparte superior do heterosfera composta quase que totalmente por hidrognio, o elemento mais leve.


Camada limite planetriaA camada limite planetria a parte da troposfera que est mais prxima da superfcie terrestre, e diretamenteafetada por ela, principalmente atravs da difuso turbulenta. Durante o dia, a camada limite planetria geralmentebem misturada, enquanto noite, torna-se estavelmente estratificada, com ocasies de mistura fraca ou intermitente.A profundidade da camada limite planetria varia de 100 m, durante noites claras e calmas, para 3.000 m ou maisdurante a tarde nas regies secas.

Propriedades fsicas

Presso e espessuraA presso atmosfrica mdia ao nvel do mar de cerca de 1 atmosfera (atm) = 101,3 kPa (quilopascais) = 14,7 psi(libras por polegada quadrada) = 760 mmHg (milmetros de mercrio). A massa atmosfrica total de 5,1480 1018kg,[6] cerca de 2,5% inferior ao que seria calculado ingenuamente a partir da presso mdia ao nvel do mar e darea da Terra, de cerca de 51.007,2 mega-hectares. este desvio nos clculos devido ao terreno montanhoso dasuperfcie terrestre. A presso atmosfrica o peso total do ar por unidade de rea, no ponto onde a presso medida. Assim, a presso do ar varia com a localizao e momento, porque a quantidade de ar acima da superfcie daTerra varia.Se a densidade atmosfrica se mantiver constante com a altura, a atmosfera iria terminar abruptamente a 8,50km. Aovez disso, a densidade da atmosfera diminui com a altura, caindo em 50% a uma altitude de cerca de 5,6km. Comoresultado, a presso atmosfrica decresce exponencialmente com a altura, continuando a diminuir 50% a cada 5,6kmat atingir a mesopausa. No entanto, a partir da mesopausa, mudanas nos valores da gravidade , temperatura, pesomolecular mdio em toda a coluna atmosfrica, a dependncia da presso atmosfrica altitude modelado porequaes separadas para cada uma das camadas acima. Mesmo na exosfera, a atmosfera ainda est presente. Istopode ser visto pelos efeitos do arrasto atmosfrico em satlites.Em resumo, as equaes da presso em funo da altitude podem ser usadas diretamente para estimar a espessura daatmosfera:[7]

50% da atmosfera, em massa, est a uma altitude inferior a 5,6km. 90% da atmosfera, em massa, est a uma altitude inferior a 16km. 99,99997% da atmosfera, em massa, est abaixo de 100km de altitude, embora nas camadas rarefeitas acima,

existem auroras e outros fenmenos atmosfricos.

Densidade e massa

Temperatura e densidade em funo da altitudedo modelo atmosfrico padro NRLMSISE-00

A densidade do ar ao nvel do mar cerca de 1,2kg/m. A densidadeno deve ser medida diretamente, mas calculada a partir de mediesde temperatura, presso e umidade, usando a equao de estado para oar (uma forma da lei dos gases ideais). A densidade atmosfricadiminui com o aumento da altitude. Esta variao pode seraproximadamente modelada utilizando a equao baromtrica.Modelos mais sofisticados so usados para prever a decaimento orbitaldos satlites.

A massa mdia da atmosfera de cerca de 5 quatrilhes (5x1015) detoneladas, ou cerca de 1/1.200.000 a massa da Terra. Segundo o CentroNacional de Pesquisas Atmosfricas dos Estados Unidos, "A massa mdia total da atmosfera de 5,1480 1021g,

com uma variao anual, devido s diferentes concentraes de vapor de gua, que varia entre 1,2 a 1,5 1018g, dependendo dos dados da presso atmosfrica superfcie ou de vapor de gua utilizados, pouco menor do que a


estimativa anterior. A massa mdia de vapor d'gua estimada em 1,27 1019g, e massa da atmosfera isenta de arcomo 5,13520,0003 1018kg."

Fenmenos pticosA radiao (ou luz) solar a energia que a Terra recebe do sol. A Terra tambm emite radiao de volta para oespao, mas em comprimentos de onda mais longos, que no podemos ver. Parte da radiao emitida e absorvidaou refletida pela atmosfera.

Disperso

Quando a luz passa atravs da atmosfera, os ftons interagem atravs da disperso. Se a luz no interagir com aatmosfera, ento ocorre a radiao direta e o que ns vemos quando olhamos diretamente para o sol. A radiaoindireta a luz que dispersa na atmosfera. Por exemplo, em um dia nublado, quando no conseguimos ver a nossaprpria sombra, no h radiao direta, toda a luz visvel produto de radiao indireta. Devido a um fenmenoptico conhecido como disperso de Rayleigh, comprimentos de onda mais curtos (azul) se dispersam maisfacilmente do que comprimentos de onda mais longos (vermelho). por isso que o cu parece azul, resultado deradiao indireta que d preferncia aos comprimentos de onda que tendem ao azul. Tambm por isso, o pr-do-sol vermelho, porque o Sol est prximo do horizonte, e os raios solares tm que atravessar uma atmosfera mais espessapara chegar a nossa viso. Grande parte da luz azul espalhada e neutralizada, deixando apenas a luz vermelha emum pr-do-sol.

Absoro

A opacidade, ou transmitncia, da atmosfera terrestre em diferentescomprimentos de onda, incluindo o espectro visvel

Diferentes molculas absorvem radiaes comdiferentes comprimentos de onda. Por exemplo, ooxignio e o oznio absorvem quase todos oscomprimentos de onda mais curtos do que 300nanmetros (radiao ultravioleta e radiaes maisenergticas). A gua absorve vrios comprimentos deonda acima de 700nm (radiao infravermelha eradiaes menos energticas). Quando uma molculaabsorve um fton, aumenta a energia da molcula.Podemos deduzir isso como o aquecimento daatmosfera, mas tambm a atmosfera se resfria emitindoradiao.

O espectro de absoro combinado dos gases na atmosfera deixa "janelas" de baixa opacidade, permitindo atransmisso de apenas determinadas faixas de luz. A janela ptica vai de cerca de 300nm (ultravioleta-C), at1.100nm (infravermelho) Est janela inclui o espectro visvel, de comprimento de onda de 400 a 700nm. Htambm janelas de infravermelho e de rdio, cujo comprimento de onda varia de um centmetro a 11 metros.

A temperatura mdia da atmosfera Na superfcie terrestre de 14C.[8] ou 15C[9] , dependendo da referncia.[10] [11][12]

Emisso

A emisso o oposto da absoro, que quando um corpo emite radiao. Corpos tendem a emitir quantidades e comprimentos de onda de radiao em funo de sua curva de emisso de seu "corpo negro". Portanto, corpos quentes tendem a emitir mais radiao com comprimentos de onda mais curtos. Corpos mais frios emitem menos radiao, com comprimentos de onda mais longos. Por exemplo, a temperatura da superfcie solar de aproximadamente 6000 K, mas seu pico de radiao est situado prximo ao comprimento de onda de cerca de


500nm, e visvel ao olho humano. A temperatura da superfcie terrestre de 290 K, ento seu pico de radiao temo comprimento de onda prximo de 10.000nm, e demasiado longo para ser visvel aos seres humanos.Por causa de sua temperatura, a atmosfera emite radiao infravermelha. Por exemplo, em noites claras, a superfcieda Terra se esfria mais rapidamente do que em noites nubladas. Isso ocorre porque as nuvens so fortes absorvedorase emissoras de radiao infravermelha. tambm por isso, a noite torna-se mais fria em altitudes mais elevadas. Aatmosfera age como um "cobertor", que limita a quantidade de radiao que a Terra perde para o espao.O efeito estufa est diretamente relacionado a esta absoro e emisso em vigor. Alguns compostos qumicos naatmosfera absorvem e emitem radiao infravermelha, mas no interagem com a luz solar no espectro visvel. Osexemplos mais comuns destes produtos qumicos so o gs carbnico e a gua. Se houver excesso de gases do efeitoestufa, o Sol aquece a superfcie da Terra, mas os gases bloqueiam a radiao infravermelha de sair de volta para oespao. Este desequilbrio faz com que a Terra se aquea e, consequentemente causa alteraes climticas.

ndice de refrao

O ndice de refrao do ar ligeiramente maior do que 1. Variaes sistemticas no ndice de refrao podem levar curvatura dos raios de luz ao longo de grandes percursos ptico. Por exemplo, em algumas circunstncias, osobservadores a bordo dos navios pode ver outros navios ao longo do horizonte apenas porque a luz refratada namesma direo da curvatura da superfcie da Terra.O ndice de refrao do ar depende da temperatura, dando origem a efeitos de refrao, quando o gradiente detemperatura grande. Um exemplo desses efeitos a miragem.

Dinmica atmosfrica

Uma vista idealizada das trs grandes clulas decirculao atmosfrica

Exemplo de Mapeamento da temperatura da superfcie da Terra

As camadas superiores do planeta refletem em torno de40% da radiao solar. Dos 60% restantes,aproximadamente 17% so absorvidos pelas camadasinferiores, sendo que o oznio interage e absorve osraios ultravioleta. O dixido de carbono e o vapor degua absorvem os raios infravermelhos. Restam 43%da energia solar, e esta alcana a superfcie do planeta,que por sua vez reflete dez por cento das radiaessolares de volta para o espao. Alm dos efeitosdescritos, existe ainda a influncia do vapor de gua esua concentrao varivel. Estes, juntamente com ainclinao dos raios solares em funo da latitude,agem de forma decisiva na penetrncia da energia solar,que por sua vez tem aproximadamente 33% da energiaabsorvida por toda a superfcie atingida durante o dia,sendo uma parte muito pequena desta re-irradiadadurante a noite. Existe ainda a influncia e interaodos oceanos com a atmosfera em sua auto-regulao.Estes mantm um equilbrio dinmico entre osfenmenos climticos das diferentes regies da Terra.

Todos os mecanismos relatados acima atuando emconjunto, geram uma transio suave de temperaturasem todo o planeta. A exceo regra ocorre onde somenores a quantidade de gua a espessura da troposfera, como nos desertos e cordilheiras de grande altitude.


Mapeamento de velocidade dos ventos

Na baixa atmosfera, o ar se desloca tanto no sentidohorizontal quanto no sentido vertical, semprecompensando as mudanas na presso atmosfricadecorridas pelas diferenas de temperatura; aoaquecer-se, uma massa de ar aquecida sobe, e aoesfriar-se, desce, gerando assim, um sistema oscilatriode variao da presso atmosfrica que pode adquirircaractersticas prprias.

Uma dos maiores determinantes na distribuio docalor e umidade na atmosfera a circulao do ar, poisesta ativa a evaporao mdia, dispersa as massas de arquente ou frio, conforme a regio e o momento. Porconseqncia caracteriza o prprio tempometeorolgico e o clima tpico de uma determinadaregio.

A circulao atmosfrica o movimento em largaescala da atmosfera, e os meios (juntamente com acirculao ocenica), pelo qual o calor distribudo aoredor da Terra. A estrutura de grande escala dacirculao atmosfrica varia de ano para ano, mas a estrutura bsica permanece razoavelmente constante, uma vezque determinado pela taxa de rotao da Terra (fora de Coriolis) e pela diferena de radiao solar entre a linha doEquador e os polos.

A evoluo da atmosfera terrestrePodemos compreender razoavelmente a histria da atmosfera da Terra at h um bilho anos atrs. Regredindo notempo, podemos somente especular, pois, uma rea ainda em constante pesquisa.

Primeira atmosferaA primeira atmosfera era composta principalmente por hlio e hidrognio. O calor provindo da crosta terrestre aindaem forma de plasma, e o Sol, a dissiparam.

Segunda atmosferaH evidncias de que existia gua em estado lquido na superfcie terrestre h pelo menos 3,8 bilhes de anos,comprovados pela coleta de sedimentos que datam daquela poca.[13]

400 milhes de anos mais tarde, praticamente no havia oxignio livre e era composta quase que integralmente pornitrognio e compostos de carbono. Era aproximadamente 100 vezes mais densa do que a atmosfera atual, embora aexistncia de vida, que comprovada a partir de 3,5 bilhes de anos, j interferia na composio da antigaatmosfera.[14] O sol emitia cerca de 30% menos radiao do que atualmente, mas as evidncias geolgicascomprovam que existiam oceanos lquidos sobre a superfcie terrestre naquela poca. Esta discrepncia, conhecidacomo o paradoxo do jovem Sol fraco, pode evidenciar que o efeito estufa naquela poca era muito maior do queatualmente.De fato, as evidncias geolgicas mostram que a temperatura na superfcie terrestre praticamente se manteveconstante por bilhes de anos, com a exceo de uma era glacial ocorrida h 2,4 bilhes de anos


Surgiram organismos fotossintticos que evoluiriam e comearam a converter dixido de carbono em oxignio. Nofim do perodo arqueano, as primeiras evidncias da presena de oxignio comearam a se desenvolver,provavelmente de algas fotossintetizantes, descobertas em fsseis estromatlitos to antigos quanto 2,7 bilhes deanos. As propores dos istopos de carbono daquela poca so praticamente as mesmas de hoje em dia, sugerindoque as estruturas fundamentais do ciclo do carbono j estavam estabelecidas h pelo menos 4 bilhes de anos.[15]

Terceira atmosfera

Concentrao de oxignio na atmosfera terrestre ao longo dosltimos um bilho de anos

Com a acreo dos continentes h cerca de 3,5 bilhesde anos.[16] O movimento das placas tectnicasrearranjou continuamente os continentes e tambmmoldaram a evoluo do clima, permitindo atransferncia do gs carbnico atmosfricos paragrandes depsitos orgnicos continentais. Embora aproduo de oxignio por organismos seja to antigaquanto 3 bilhes de anos, o oxignio livre na atmosferano existia at pelo menos h 1,7 bihes de anos; o quepode ser verificado pela formao de xido de ferro emsedimentos e o fim da sedimentao do ferro em estadoelementar. Foi o fim da atmosfera redutiva para aatmosfera oxidante. A partir de ento, a quantidade deoxignio na atmosfera terrestre manteve-se estvel em5% at 600 milhes de anos atrs, mas alcanou um pico de 35% h 300 milhes de anos. Desde ento, a quantidadede oxignio na atmosfera sofreu flutuaes at se estabilizar em 21% atualmente.

[1] Trace gases (http:/ / www. ace. mmu. ac. uk/ eae/ Atmosphere/ Older/ Trace_Gases. html) (em ingls) Acessado em 28/07/2010[2] NOAA Earth System Research Laboratory (http:/ / www. esrl. noaa. gov/ gmd/ ccgg/ trends/ #mlo) (em ingls) Acessado em 06/2010.[3] Painel Intergovernamental sobre Mudanas Climticas TAR table 6.1 (http:/ / www. grida. no/ climate/ ipcc_tar/ wg1/ 221. htm#tab61) (em

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(em ingls) Acessado em 28/07/2010[6] The Mass of the Atmosphere: A Constraint on Global Analyses (http:/ / ams. allenpress. com/ perlserv/ ?request=get-abstract& doi=10. 1175/

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Ingls).[13] B. Windley: The Evolving Continents. Wiley Press, New York 1984 (em ignls)[14] J. Schopf: Earths Earliest Biosphere: Its Origin and Evolution. Princeton University Press, Princeton, N.J., 1983 (em ingls)[15] Celestial climate driver: a perspective from 4 billion years of the carbon cycle Geoscience Canada, March, 2005 by Jan Veizer (em ingls)[16] Veizer in B. F. Windley (ed.), The Early History of the Earth, John Wiley and Sons, London, p. 569., 1976 (em ingls)

Nvel mdio do mar 14

Nvel mdio do mar

Variao do nvel mdio do mar (i.e. ondulao do Geide) em funo do campogravtico da Terra (imagem da GRACE - Gravity Recovery And Climate

Experiment da NASA).

Nvel mdio do mar (NMM)[1] (do inglsMSL: Mean Sea Level)[2] [1] , por vezesdenominado simplesmente nvel do mar[1] , a altitude mdia da superfcie do mar.

O NMM possui muitas aplicaes. , porexemplo, utilizado como referncia para semensurar as altitudes dos acidentestopogrficos, especificar curvas de nvel esuas cotas (nos mapas e plantascartogrficos) etc. Em aeronutica, utilizado para clculo da altitude dedensidade de uma aeronave ou umaerdromo.

Um conceito relacionado ao NMM o de zero hidrogrfico, que em geral utilizado em hidrografia costeira e namedio de profundidades de portos e barras. Na maior parte dos casos, o zero hidrogrfico feito coincidir com onvel mdio do mar, ou ter com ele uma relao simples e constante.[carecede fontes?]

Definio do nvel de refernciaEmbora parea uma questo de resoluo simples, a determinao da superfcie de referncia a partir da qualdeterminar o nvel mdio do mar oferece grande complexidade: por um lado o nvel do mar no de todo constante,variando constantemente em funo da ondulao, das mars, da presso atmosfrica, temperatura das guas do mare de mltiplos outros factores cclicos que sobre ele actuam com perodos que variam de segundos a vrios anos.Para alm dos factores de natureza cclica e dependentes de circunstncias astronmicas ou meteorolgicas, o nveldo mar est ainda sujeito aos efeitos das variaes impostas pela eustasia, o que torna a determinao do seu nvelmdio deveras complexa.Por outro lado, complexidade imposta pelas flutuaes do nvel do mar h que juntar as que so impostas pelanecessidade de obter um referencial fixo em relao ao qual realizar as medies. De facto, grande parte das costas efundos dos mares esto sujeitos a lentas subidas ou descidas impostas pela isostasia e pelo deslocamento das placastectnicas. Logo, para alm da dificuldade de determinar o nvel h ainda a necessidade de encontrar um adequadoponto fixo de referncia (o datum) a partir do qual efectuar as medies e expressar os resultados.

Medio do nvel mdio do marA medio do nvel mdio do mar foi tradicionalmente feita com base nas leituras dos margrafos, instrumentos quepermitem medir a variao do nvel das guas num determinado local. Eliminando dos dados recolhidos asflutuaes devidas s ondas, a factores meteorolgicos e s mars e outros factores astronmicos, obtm-se umaleitura do nvel mdio do mar durante determinado perodo por referncia ao datum utilizado.As medies assim obtidas incorporam os efeitos eustticos e isostticos, sendo em geral escolhidos como refernciapara o datum ambientes geolgicos estveis, isto onde as variaes isostticas e outras que afectem a altitude doponto de referncia sejam negligveis, isolando assim apenas os efeitos eustticos.Esta dependncia em relao ao datum (referencial de altitude) e a necessidade de obter medies sobre reas extensas de oceano onde referenciais adequados no esto disponveis, levou, por um lado, utilizao de medies com base na reflexo de radiao electromagntica a partir de um satlite (altimetria por satlite), e por outro,

Nvel mdio do mar 15

utilizao de sistemas de posicionamento global GPS na medio. Estas medies, por no dependerem dosmovimentos relativos da crusta, pelo menos directamente, e se poderem reportar a grandes reas ocenicas, so maisseguras e permitem uma melhor avaliao do nvel mdio do mar e da sua variao.

Extenso do conceito - a utilizao dos geidesPor mais cuidadosa que seja a medio do nvel do mar a nvel local, o resultado obtido est sempre dependente dascondies especficas que o rodeiam, dificilmente podendo ser generalizado para toda uma regio, e muito menospara todo um oceano. Por outro lado, a superfcie do planeta no absolutamente esfrica, antes apresenta, para almdo efeito do achatamento polar, mltiplas irregularidades devidas topografia. Mesmo a superfcie dos oceanos no regular (mesmo se eliminarmos os efeitos das ondas, da presso atmosfrica e das mars) j que diferenas nocampo gravtico da Terra, causadas pela presena de montes submarinos, diferenas na densidade dos materiais dacrusta e do manto, a profundidade dos mares e a proximidade das costas, causam subidas e descidas (que podem teramplitudes de alguns metros) na posio da superfcie equipotencial do campo gravtico terrestre correspondente aonvel regional do mar, que se traduzem, em termos absolutos e quando analisadas em grandes escalas, em colinas evales permanentes na superfcie das guas.Para fazer face a estas dificuldades de generalizao e criar uma superfcie de referncia uniforme (um datumextensvel a toda a Terra), foi criado o conceito de geide, uma superfcie ideal que corresponderia ao nvel mdio domar num planeta ideal, com um campo gravtico uniforme, onde o nico desvio em relao esfericidade perfeitafosse o achatamento polar. Na ausncia de foras externas, o nvel do mar coincidiria com o geide, j que em estadode repouso a superfcie das guas seguiria em todos os pontos a mesma equipotencial do campo gravtico. A partirdesta superfcie imaginria podem-se medir facilmente os desvios para baixo e para cima da superfcie real dosmares, permitindo a criao de cartas representando, escala global, o nvel mdio dos mares (ou o seu nvel emqualquer momento e a respectiva variao relativa e absoluta).Quando expressa em relao ao geide, a posio da superfcie do mar, ou seja o seu nvel, apresenta diferenasconstantes da ordem dos 2 m, para alm daquelas que so devidas a variaes estricas, isto de volume, devidas temperatura, e aos efeitos das correntes. Os modernos mapas da superfcie dos oceanos, elaborados a partir demedies altimtricas feitas por satlite, so em geral feitos tendo como referncia um geide, existindo diversos,calculados a partir de diferentes variveis base.

Variao temporal e espacial do nvel do mar

Variao do nvel do mar durante o eon Fanerozico.

Como quem j observou o mar pode deimediato dizer, o nvel das guas mudaconstantemente em cada ponto do mar,sendo tambm claras as diferenas entrediferentes lugares (entre os extremos docanal do Panam h uma diferena de 20cmentre o nvel mdio do Atlntico (maisbaixo) e do Pacfico). Essas variaespodem ser agrupadas em dois tipos:variaes temporais e variaes espaciais.

Nvel mdio do mar 16

Variao do nvel mdio do mar durante o ltimo perodo ps-glacial.

Variaes recentes do nvel mdio do mar em 23 margrafos localizados emambientes geolgicos estveis.

Variao temporal

A variao temporal do nvel do mar segueum padro complexo devido inter-relaode um conjunto vasto de efeitos que podemser includos nos seguintes grandes grupos: Factores dependentes da eustasia, ou seja

do volume da gua existentes no oceanoglobal, a se incluindo:

Variao da massa de gua presenteno oceano por captura em massas degelo ou sua fuso. Este efeito estligado s glaciaes, tendo perodosde recorrncia da ordem das dezenasou mesmo centenas de milhar de anos;

Efeitos estricos resultantes davariao do volume da gua devido aexpanso e contraco trmica, comperiodicidade anual em funo dasestaes do ano, mas com umacomponente, muito mais importante epouco conhecida, ligada variaoglobal da temperatura dos oceanos(que pode ser um factor determinantenas mudanas climticas globais;

Factores ligados isostasia, em especial glacioisostasia, fazendo variar o nvelmdio do mar e ao mesmo tempoalterando a posio dos fundos marinhose a elevao das costas;

Factores meteorolgicos ligados ao estado local do tempo e propagao da agitao martima a mdia e longadistncia, nomeadamente:

A ondulao e o vento, contribuindo para o empilhamento da guas, o que em baas e golfos pode levar aalguns metros de subida do seu nvel em relao ao nvel mdio (ou descida quando os ventos sopram deterra). Em guas relativamente confinadas, a existncia de seichas, isto oscilaes peridicas de longoperodo na superfcie da gua, pode induzir subidas peridicas adicionais de 1 m.

A presso atmosfrica, causando uma subida (nas baixas presses) ou descida (nas altas presses) quecorresponde ao equilbrio hidrosttico da coluna gua/atmosfera face s zonas circundantes. Quando asdiferenas de presso so grandes entre pontos prximos (elevados gradientes), como acontece nos ciclonestropicais, o efeito de presso pode significar 1,5 m;

Factores astronmicos, com relevo para: A mar, fazendo oscilar periodicamente o nvel das guas de acordo com um padro controlado pela posio

relativa do Sol e da Lua e com as condies de ressonncia de cada bacia ocenica; Efeitos astronmicos de longo perodo resultantes das posies relativas da Terra, do Sol e da Lua, sobrepondo

mar oscilaes de perodo muito longo (dos meses s centenas de milhar de anos);

Nvel mdio do mar 17

Variao da temperatura das guas do mar, afectando a eustasia de origem estrica em funo dos ciclos anuaise de outras flutuaes trmicas induzidas pelas flutuaes na radiao solar devidas a causas astronmicas;

As correntes marinhas, afectando as temperaturas e salinidades, e, atravs do efeito geostrfico, aumentandolocalmente a altura das guas (por exemplo entre a Bermuda e a costa norte americana fronteira h uma variaono nvel do mar de cerca de 1 m em boa parte devida presena da corrente do Golfo);

Variaes de salinidade, afectando a densidade das guas, em resultado da fuso de gelos, aumento ou reduo dadescarga de rios e variaes na precipitao. Uma diminuio da densidade da gua corresponde a um aumento doseu nvel por forma a equilibrar as presses hidrostticas com as regies vizinhas;

Variaes locais e regionais do campo gravtico da Terra, que devido a pequenas variaes de curto perodo (emgeral ligadas ao ciclo hidrolgico) provoca a subida e descida das guas em respostas s anomalias gravimtricas.

A longo prazo estas variaes tendem a determinar um conjunto de padres de mudana do nvel mdio do mar que,se excluirmos os efeitos das glaciaes, tenderia para um valor constante quando considerada a mdia sobre longosperodos. Tal no acontece devido s enormes flutuaes impostas pelos sucessivos perodos glaciais, os quaispodem impor flutuaes do nvel do mar da ordem da centena de metros. Estima-se que o nvel do mar h 18 000anos atrs, em pleno perodo glaciar, fosse cerca de 130 m abaixo do actual devido ao efeito combinado do sequestrode gua pelos glaciares e mantos de gelo e da diminuio da temperatura das guas (com consequente contraco doseu volume - o efeito estrico).

Variao espacialPara alm da variao temporal atrs apontada, o nvel dos oceanos, mesmo descontando os efeitos meteorolgicos edas mars, no constante em cada bacia ocenica ou mar, desviando-se sensivelmente do geide de referncia. Umconjunto de efeitos podem influir no aparecimento destas variaes, nomeadamente: A existncia de anomalias gravimtricas causada pela existncia de montes submarinos ou zonas de maior

densidade na crusta ou no manto subjacente, que podem atingir vrios miligal (0.001 Gal) ao longo de distnciascurtas, provoca uma correspondente subida do nvel do mar por cada de desvio positivo, descendo na inversaproporo;

Presena de guas de temperatura ou salinidade diferente, afectando de forma permanente a densidade das guas; Existncia de correntes permanentes, com o correspondente efeito geostrfico e as variaes de temperatura e

salinidade associadas; Diferenas gravimtricas locais provocadas pela proximidade da costa, montanhas e plataforma continental.Em resultado dessas variaes espaciais, a superfcie dos mares, quando observada numa escala suficientementedetalhada, apresenta alto e baixos permanentes, correspondentes ao equilbrio entre a massa de gua e aequipotencial do campo gravtico que lhe marca a superfcie.A estes efeitos h que juntar a elevao dos terrenos costeiros. Existem diversas regies onde as terras esto abaixodo nvel mdio do mar, particularmente em reas endorreicas onde a evaporao excede a precipitao e o aporte degua pelos rios afluentes (como a bacia do Mar Morto), ou onde os terrenos forma conquistados ao mar atravs dediques e outras proteces costeiras: grande parte da superfcie dos Pases Baixos est abaixo do nvel mdio do mare muitas reas do Bangladesh e grande parte das ilhas coralinas dos oceanos tropicais esto apenas alguns metrosacima do nvel mdio do mar, com todos os riscos de inundao que tal situao comporta.

Nvel mdio do mar 18

Variao do nvel do mar e as mudanas climticas globaisUm dos principais riscos associados ao aquecimento global da Terra devido s alteraes climticas a subida donvel mdio dos oceanos. Pelas razes atrs apontadas, em especial pelo aumento eusttico nvel do mar devido fuso dos glaciares e dos mantos de gelo da Antrtida, associados ao aumento do volume das guas por expansotrmica, o nvel do mar que vem subindo a um ritmo de 2mm/ano, poder acelerar substancialmente, pondo em riscodiversas reas costeiras. Um aumento de apenas 1 m no nvel do mar pode deixar submersas diversas ilhas doPacfico e tornar inabitveis vastas reas do Bangladesh.Para alm do efeito directo da subida do nvel do mar, h ainda a considerar o aumento do poder erosivo, em especialnos cordes dunares e nas praias, e o impacto sobre as infra-estruturas porturias e de defesa da costa contrainundaes.Para uma discusso mais aprofundada do impacto da subida do nvel mdio do mar veja este artigo na pguna daUniversidade de Harvard (em ingls) [3].[1] COSTA, Daniel Silva. Variao do Nvel Mdio do Mar - Tcnicas para a Avaliao (http:/ / www. teses. usp. br/ teses/ disponiveis/ 3/ 3138/

tde-17012008-110654/ publico/ dissertacao. pdf). Dissertao de Mestrado. Universidade de So Paulo (USP). So Paulo, 2007. Acesso em17/05/2011.

[2] Significado da abreviatura "MSL" (http:/ / www. aisweb. aer. mil. br/ _inc/ publicacoes-download.cfm?publicacao=CA06E4DB-7E02-4D56-8ED8D28312865E97). ABREVIATURAS USADAS NAS PUBLICAES AIS. AIP-BRASIL, ParteGEN 2.2, pg. GEN 2.2-13, de 21/10/2010. Acesso em 17/05/2011.

[3] http:/ / cfa-www. harvard. edu/ space_geodesy/ SEALEVEL/

Ligaes externas O que o nvel mdio do mar? (em ingls). (http:/ / www. pol. ac. uk/ psmsl/ puscience/ index. html#1) Anomalias gravticas e o geide (em ingls). (http:/ / earthobservatory. nasa. gov/ Library/ GRACE_Revised/

page3. html) Pgina oficial do Permanent Service for Mean Sea Level do Reino Unido (em ingls). (http:/ / www. pol. ac. uk/

psmsl/ ) Variao global do nvel do mar: medio e interpretao (em ingls). (http:/ / www. agu. org/ revgeophys/

dougla01/ dougla01. html) Relatrios da US EPA (Environment Protection Agency dos Estados Unidos) sobre a variao do nvel do mdio

do mar. (http:/ / yosemite. epa. gov/ oar/ globalwarming. nsf/ content/ResourceCenterPublicationsSeaLevelRiseIndex. html)

Efeito da subida do nvel mdio do mar (em ingls). (http:/ / cfa-www. harvard. edu/ space_geodesy/SEALEVEL/ )

Condies normais de temperatura e presso 19

Condies normais de temperatura e pressoAs condies normais de temperatura e presso (cuja sigla CNTP no Brasil e PTN em Portugal) referem-se condio experimental com temperatura e presso de 273,15 K (0 C) e 101325 Pa (101,325 kPa = 1,01325 bar = 1atm = 760 mmHg), respectivamente. Esta condio geralmente empregada para medidas de gases em condiesatmosfricas (ou de atmosfera padro). O equivalente de CNTP/PTN em ingls NTP (normal temperature andpressure).H duas condies de temperatura e presso comumente utilizadas, sendo elas: CNTP no Brasil e PTN em Portugal, com valores de temperatura e presso de 273,15 K e 101325 Pa (presso

normal), respectivamente. A IUPAC (Unio Internacional da Qumica Pura e Aplicada) recomenda que o usodesta presso, igual a 1 atm (presso atmosfrica normal), seja descontinuado.

CPTP [1] no Brasil e PTP em Portugal (sigla significando Condies Padro de Temperatura e Presso),referindo-se s atuais STP[2] (do ingls - Standard Temperature and Pressure) com valores de temperatura epresso de 273,15 K (0 C) e 100 000 Pa = 1 bar, respectivamente.

Valor verdadeiro convencional para o volume molar de um gs idealAtualmente o CODATA (CODATA, 2010) [3] recomenda para o volume molar de um gs ideal, os seguintesvalores: Nas CNTP (273,15 K; 101 325 Pa) = 22,413 968 0,000 020 L mol-1

Nas CPTP (273,15 K; 100 000 Pa) = 22,710 953 0,000 021 L mol-1

Este o melhor valor estimado para o volume molar, conhecido tambm como valor verdadeiro convencional (deuma grandeza)[4]

Ligaes externas "Condies padres para gases" [5] - IUPAC "Presso padro" [6] - IUPAC "Condies Padro de Temperatura e Presso" [7] - IUPAC "Estado padro" [8] - IUPAC

Referncias[1] LOURENO, L. M.; PONTES, P. M. O uso da terminologia normal e padro. Qumica Nova na Escola, So Paulo, n. 25, p. 8-9, maio 2007.

Disponvel em: . Acesso em: 26 abr. 2009.[2] IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, Electronic version, STP. Disponvel em: . Acesso

em: 18 jun. 2007.[3] CODATA. Volume molar de um gs ideal. Disponvel em: . Acesso

em: 24 jun. 2011.[4] INMETRO. Vocabulrio internacional de termos fundamentais e gerais de metrologia. Disponvel em:

. Acesso em 24 jun. 2011.[5] http:/ / www. iupac. org/ goldbook/ S05910. pdf[6] http:/ / www. iupac. org/ goldbook/ S05921. pdf[7] http:/ / www. iupac. org/ goldbook/ S06036. pdf[8] http:/ / www. iupac. org/ goldbook/ S05925. pdf

Condies padro de temperatura e presso 20

Condies padro de temperatura e pressoAs condies padro de temperatura e presso (CPTP) [1] referem-se s atuais STP[2] (do ingls StandardTemperature and Pressure), que correspondem s condies de temperatura e presso de 273,15 K (0 C) e 100 000Pa (100 000 Pa = 105 Pa = 100,000 kPa = 1 bar), respectivamente.

Valor verdadeiro convencional para o volume molar nas CPTPAtualmente o CODATA (CODATA, 2010) [3] recomenda para o volume molar ( ) de um gs ideal nas CPTP ovalor de:

Este o melhor valor estimado para o volume molar, conhecido tambm como valor verdadeiro convencional (deuma grandeza) [4]

Referncias[1] LOURENO, L. M.; PONTES, P. M. O uso da terminologia normal e padro. Qumica Nova na Escola, So Paulo, n. 25, p. 8-9, maio 2007.

Disponvel em: . Acesso em: 26 abr. 2009.[2] IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, Electronic version, STP. Disponvel em: . Acesso

em 21 abr. 2008.[3] NIST. Volume molar. Disponvel em: . Acesso em: 24 jun. 2011.[4] INMETRO. Vocabulrio internacional de termos fundamentais e gerais de metrologia. Disponvel em:

. Acesso em: 24 jun. 2011.

Troposfera 21

Troposfera

A troposfera acamada maisinferior daatmosferaterrestre

A troposfera a poro mais baixa da atmosfera terrestre. Contm aproximadamente 75% damassa atmosfrica e 99% do seu vapor de gua e aerossis. A espessura mdia da troposfera de12 km nas latitudes mdias. mais espessa nas regies trpicas, podendo alcanar at 17 km dealtura, e menos espessa nos polos, podendo alcanar 7 km durante o vero e tornando-seindistinta durante o inverno. A parte mais baixa da troposfera, onde a frico dos ventos com asuperfcie influencia as correntes de vento, chamada de camada limite planetria. Esta camadatem normalmente algumas centenas de metros de espessura, podendo atingir at 3 km,dependendo do relevo e da hora do dia.

A regio fronteiria entre a troposfera e a estratosfera chamada de tropopausa, onde atemperatura para de cair conforme o aumento da temperatura e passa ento a subir.[1] A palavra"troposfera" deriva do grego: "tropos" (girar, misturar), refletindo o fato de que a turbulncia temum papel importante no comportamento e estrutura da troposfera. A maior parte dos fenmenosmeteorolgicos que associamos com o tempo meteorolgico cotidiano ocorre na troposfera.[1]

Caractersticas fsicas e qumicas

Composio

A composio qumica da troposfera essencialmente uniforme, praticamente idntica composio da atmosfera terrestre como um todo (78% de nitrognio e 21% de oxignio, alm deoutros gases em pequenas propores), com a exceo notvel do vapor de gua. A fonte devapor de gua provm da superfcie, por meio de processos de evaporao e transpirao. Almdo mais, a temperatura da troposfera diminui com a altitude, e a presso de vapor caiintensamente assim que a temperatura diminui. Assim, a quantidade de vapor de gua que podeexistir na atmosfera cai intensamente com a altitude. Assim sendo, a proporo de vapor de guana atmosfera terrestre alcana o seu pico perto da superfcie e diminui com a altura.

PressoA presso atmosfrica alcana o seu mximo ao nvel do mar e diminui conforme a altitude Isto devido ao fato deque a atmosfera est muito perto do equilbrio hidrosttico. Assim sendo, a presso atmosfrica igual ao peso do aracima em um determinado local. As mudanas de presso com a altitude, portanto, podem ser equacionadas densidade com a equao hidrosttica:[2]

onde: gn o valor da acelerao da gravidade (9,80665 m/s ao nvel do mar); refere-se densidade; z a altura; R a constante universal dos gases perfeitos; T a temperatura (em kelvins- K) m a massa molar.

Troposfera 22

J que a temperatura, em princpio, depende da altitude, necessrio ento uma segunda equao para determinar apresso como uma funo da altura.

Temperatura

A temperatura da troposfera diminui com a altitude. A taxa pelo qual a temperatura cai, , chamada de

gradiente adiabtico ambiental. O gradiente adiabtico nada mais do que a diferena de temperatura entre asuperfcie e a tropopausa dividida pela altitude. A razo para esta diferena de temperatura que a absoro deradiao solar ocorre na superfcie, aquecendo as pores mais baixas da troposfera, mas a perda de radiao pelaTerra ocorre no topo da atmosfera terrestre. Este processo mantm o balano geral trmico da Terra.As massas de ar na atmosfera sobem e descem, e tambm sofrem mudanas de temperatura. A taxa de mudana datemperatura em uma determinada massa de ar pode ser maior ou menor do que o gradiente adiabtico. Quando umamassa de ar sobe, esta se expande, porque a presso atmosfrica menor nas altitudes mais altas. Assim que a massade ar se expande, desloca o ar ao seu redor, fazendo trabalho. Entretanto, a massa de ar no ganha calor do ambienteem seu torno porque a condutividade trmica baixa (e por isso que tal processo denominado adiabtico - no hcompartilhamento de calor). J que a massa de ar exerce trabalho e no ganha calor, perde, ento, energia, e ento atemperatura dessa massa de ar diminui. O processo inverso tambm ocorre.[1]

J que a diferena de calor (dQ) est relacionada diferena de entropia (dS), onde dQ = T dS, a equao quegoverna a temperatura como uma funo da altitude para uma atmosfera bem turbilhonada :

onde S a entropia. A taxa na qual a temperatura diminui com a altura em tais condies chamada de gradienteadiabtico.Para o ar seco, que aproximadamente um gs ideal, podemos prosseguir alm. A equao adiabtica para um gsideal :[3]

onde o coeficiente de expanso adiabtica ( = 7/5, para o ar). Combinando com a equao para a presso,chegaremos ao gradiente adiabtico para o ar seco:[4]

Se o ar contm vapor de gua, ento o resfriamento do ar pode causar a condensao da gua, e o comportamento datroposfera j no mais de um gs ideal. Se o ar est saturado de vapor de gua, ento a taxa na qual a temperaturacai com a altitude chamada de gradiente adiabtico ambiental. Na troposfera, o gradiente adiabtico ambiental uma queda de cerca de 6,5C para o aumento de um quilmetro na altitude.[1]

Troposfera 23

Distribuio das camadas da atmosfera segundo a presso,temperatura, altitude e densidade

O gradiente adiabtico ambiental (a taxa real em que a temperatura cai com a altura, , geralmente no igual

ao gradiente adiabtico de um gs ideal . Se o ar das altitudes mais elevadas mais quente do que o

previsto pelo gradiente adiabtico de um gs ideal , ento quando uma massa de ar sobe e se expande,

vai chegar a uma nova altura a uma temperatura mais baixa do que o ar em seu torno. Neste caso, a massa de ar mais densa do que suas vizinhanas, e ento desce para a altura original, e, portanto, o ar estvel ao invs de estarsendo impulsionado para cima. Se, ao contrrio, o ar das altitudes mais altas estiver mais frio do que o previsto pelogradiente adiabtico de um gs ideal , ento a massa de ar sobe para a nova altura com a temperatura

mais quente e com menor densidade do que as suas vizinhanas, e ento ir continuar a seguir mais alto.[1] [2]

A temperatura cai, nas latitudes mdias, de uma mdia de 15C no nvel do mar para cerca de -55C no topo datropopausa. Nos polos, a troposfera menos espessa, e a temperatura cai para somente -45C, enquanto que nasregies trpicas, a temperatura no topo da troposfera pode alcanar -85C.

Troposfera 24

Tropopausa

O topo estratificado desta nuvem de tempestadecoincide com a tropopausa

A tropopausa a regio limtrofe entre a troposfera e a estratosfera. Asmedies das mudanas de temperatura atravs da troposfera e daestratosfera podem identificar o exato local da tropopausa. Natroposfera, a temperatura diminui com a altitude. Entretanto, naestratosfera, a temperatura se torna constante, e ento aumentaconforme a altitude. Ento a troposfera definida pela regiofronteiria entre regies onde o gradiente adiabtico positivo(troposfera) e o gradiente adiabtico negativo (estratosfera).[1] Assimsendo, a tropopausa uma regio de inverso trmica, e praticamenteno h mistura entre estas duas camadas da atmosfera terrestre.

[1] Danielson, Levin, and Abrams, Meteorology, McGraw Hill, 2003[2] Landau and Lifshitz, Fluid Mechanics, Pergamon, 1979 (em ingls)[3] Landau and Lifshitz, Statistical Physics Part 1, Pergamon, 1980 (em ingls)[4] Kittel and Kroemer, Thermal Physics, Freeman, 1980; chapter 6, problem 11 (em ingls)

Estratosfera

Camadas da atmosfera, simplificadamente.

A estratosfera se caracteriza pelosmovimentos de ar em sentido horizontal,fica situada entre 7 e 17 at 50km dealtitude aproximadamente, sendo a segundacamada da atmosfera , compreendida entre atroposfera e a mesosfera, a temperaturaaumenta medida que aumenta a altura (de-50 a 10C). Apresenta pequenaconcentrao de vapor d'gua e temperaturaconstante at a regio limtrofe, denominadaestratopausa. Muitos avies a jacto circulamna estratosfera porque ela muito estvel. nesta camada que comea a difuso da luzsolar (que origina o azul do cu).

Na sua parte inferior, flui uma corrente de ar em jato, conhecida como jet stream, que exerce influncia nameteorologia das zonas temperadas; entre trinta e cinqenta quilmetros, encontra-se a ozonosfera, onde molculasde oznio absorvem a radiao ultravioleta do Sol devido a reaes fotoqumicas, filtrando-as e protegendo-nos dosseus efeitos nocivos; neste ponto da estratosfera, o ar se aquece at a temperatura atingir cerca de 10C.Curiosamente, exatamente por ao da radiao ultravioleta que as molculas de oxignio (O2)se separam em doistomos individuais (O) que depois se combinam com uma molcula ordinria de oxignio para formar ooznio(O3)). Na estratosfera existem as nuvens-de-madreprola, estas so formadas pela capa de oznio, costuma sermuito estvel, principalmente no espao compreendido entre a tropopausa e a camada de oznio.

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Fontes e Editores da PginaInternational Standard Atmosphere Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=22766521 Contribuidores: Francisco Quiumento

Atmosfera terrestre Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=25263694 Contribuidores: Ajrsferreira, Bisbis, Bluedenim, DCandido, Dantadd, Eamaral, Hermgenes Teixeira PintoFilho, Jesielt, Jolielegal, Lemarlou, Leonardo.stabile, Leslie, Luan, Marcos Elias de Oliveira Jnior, Mateus RM, Nuno Tavares, PRicardoAM, Ramisses, Reynaldo, Rios Lopes, Vanthorn, Zarco,57 edies annimas

Nvel mdio do mar Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=25294144 Contribuidores: Angrense, Arthemius x, Barao78, Darwinius, GRS73, Joo Sousa, Lechatjaune, LeonardoG,Leozinhoow, Luiza Teles, N&n's, OS2Warp, Ramisses, Sampayu, 15 edies annimas

Condies normais de temperatura e presso Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=25809610 Contribuidores: Agil, Angelofwisdom, Cement, Dantadd, Dilermando, Eamaral,Fabiolucas, FilRB, Jorl17, JucaZero, Lechatjaune, Lemarlou, Luiz Jr, Mosca, NH, OS2Warp, Pryderi, Ramisses, Rui Silva, SocratesFcup, Wilson simo, Zimbres, 33 edies annimas

Condies padro de temperatura e presso Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=25794846 Contribuidores: Dantadd, FilRB, Lemarlou, Rafael Hernandez D. dos Passos, 3edies annimas

Troposfera Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=25746501 Contribuidores: Alchimista, Angeloleithold, Arges, BrunoVC, Brunosca, Darwinius, E2m, Fabiobarros, Fbio Sold,GOE, Gunnex, LeonardoG, Luan, Luckas Blade, Mortadelo2005, Mschlindwein, OS2Warp, Osias, Ramisses, T campos, Vyiictor, 45 edies annimas

Estratosfera Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=25830873 Contribuidores: Angeloleithold, E2m, Epinheiro, GOE, Leonardo.stabile, LeonardoG, Luan, Marcos Elias de OliveiraJnior, OS2Warp, Osias, Ramisses, Romanskolduns, San351, Stuckkey, T campos, 13 edies annimas

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