 A composição química da atmosfera terrestre atual foi formada ao longo de milhões de anos através de processos bioquímicos. Basicamente, a atmosfera é formada por Nitrogênio (71%) e oxigênio (28%). Dióxido de carbono, argônio, vapor d’água, metano, dentre outros, completam a lista dos gases que compõem o ar atmosférico. Show
Em geral, a atmosfera é dividida em 4 camadas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera. Não existe um limite físico superior para a atmosfera, apenas uma progressiva rarefação do ar com a altitude. Normalmente, para a meteorologia, considera-se que a atmosfera tem entre 80km e 100km de espessura. Em valores aproximados, 75% de todo o gás da atmosfera está contido abaixo de 10km de altitude e 95% abaixo de 20km. Em cada uma dessas camadas há diferentes variações na temperatura, pressão e densidade do ar. Estas variações são as responsáveis por definir cada camada. Entre cada camada, existem zonas de transições: tropopausa, estratopausa e mesopausa. Troposfera e TropopausaA troposfera é a camada mais importante sob o ponto de vista meteorológico. Ela está justaposta a superfície da terra e nela se concentram cerca de ¾ da massa total da atmosfera. Quase todo o vapor de água está contido na troposfera e, por isso, é o ambiente natural das nuvens e fenômenos meteorológicos. Na troposfera, a temperatura tende a diminuir com a altitude (aproximadamente 6,5ºC a cada quilômetro). No topo da troposfera está a tropopausa, uma região onde a temperatura para de cair e se torna praticamente constante. Estratosfera e EstratopausaA estratosfera é a camada justaposta a tropopausa e que se estende até cerca de 50km de altitude. De modo geral, o perfil vertical de temperatura na estratosfera é praticamente constante na parte mais baixa e depois passa a aumentar com a altitude. O aquecimento desta camada está associado à liberação de energia no processo de formação do ozônio. No topo da estratosfera está a estratopausa. Esta zona de transição tem pouca mudança de temperatura. Mesosfera e MesopausaA mesosfera é uma camada pouco conhecida, justamente pela dificuldades em obter dados nesta altitude. Ela se estende de 50km até 80km de altitude, aproximadamente. A temperatura tende a diminuir nesta camada. Em seu limite superior, estima-se que a temperatura fique em torno de -95ºC. Praticamente não existe vapor d’água na mesosfera. A mesopausa é a zona de transição justaposta. Com uma espessura de aproximadamente 10km, a mesopausa apresenta uma temperatura praticamente constante. Termosfera e o Universo AbertoA termosfera se situa além dos 90km e se caracteriza por um contínuo aumento médio de temperatura com a altitude. Ressalta-se que o conceito de “média” tem um significado muito restrito, pois entre o dia e a noite a temperatura na termosfera pode variar centenas de graus. Devido a rarefação do ar nesta camada, a temperatura não é medida diretamente, mas sim estimada a partir da pressão e da massa específica. Alguns autores ainda consideram mais uma camada acima da termosfera: a exosfera. Progressivamente, o ar da atmosfera terrestre desaparece até chegarmos ao universo completamente aberto. A atmosfera terrestre é formada por diversas camadas de gases que contornam a Terra devido aos efeitos do campo gravitacional. Cada camada possui uma composição específica de gases que são organizados conforme suas densidades. Os gases mais densos são puxados para mais perto da superfície terrestre enquanto os outros permanecem mais distantes do planeta. Devido aos diferentes atributos que os gases apresentam, as camadas da atmosfera possuem características próprias e desempenham papéis específicos na sua relação com a Terra. As cinco camadas que formam a atmosfera terrestre são: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.
TroposferaA troposfera é a camada mais densa da atmosfera, e por isso a mais próxima da superfície terrestre. Estima-se que o total da massa atmosférica seja de 5x1018 kg, e que 75% desse montante esteja localizado na troposfera. A espessura da troposfera varia de 8 km a 14 km, dependendo da região da Terra. Os pontos mais finos (em que a espessura atinge 8 km) são nos polos norte e sul. Por ser a camada mais baixa da atmosfera, a troposfera é responsável por abrigar a vida no planeta, e também é onde ocorrem quase todos os fenômenos climáticos. O termo troposfera é derivado do grego tropos (mudança) para refletir a natureza dinâmica das mudanças climáticas e do comportamento dessa camada da atmosfera. A região da troposfera que delimita seu fim e o início da estratosfera se chama tropopausa. A tropopausa é facilmente identificável através dos diferentes padrões de pressão e temperatura de cada uma das camadas. Composição da troposferaEm termos de volume, a troposfera é composta por 78.08% de nitrogênio, 20,95% de oxigênio, 0.93% de argônio e 0.04% de dióxido de carbono. O ar também é composto por uma porcentagem variável de vapor de água que entra na troposfera através do fenômeno de evaporação. Temperatura na troposferaAssim como a pressão, a temperatura na troposfera também diminui conforme a altitude aumenta. Isso corre porque o solo absorve a maior parte da energia solar e aquece os níveis mais baixos da troposfera. Dessa forma, considerando que a evaporação é maior nas áreas mais quentes, os vapores de água são mais presentes ao nível do mar e mais raros em maiores altitudes. O que pode ser encontrado na troposfera?Alguns exemplos do que pode ser encontrado na troposfera são:
EstratosferaA estratosfera é a segunda maior camada da atmosfera e também a segunda mais próxima da superfície terrestre. Estima-se que ela contenha cerca de 15% da massa total da atmosfera da Terra. A espessura da estratosfera é de 35 km contados a partir da tropopausa, significando que ela se localiza entre a troposfera e a mesosfera. O termo estratosfera é derivado do grego strato (camada), para designar o fato de que a própria estratosfera se subdivide em outras camadas menores. As camadas da estratosfera se formam devido à ausência de fenômenos climáticos que misturem o ar. Assim, ocorre uma clara divisão entre o ar frio e pesado, que se localiza embaixo e o ar quente e leve, que se localiza em cima. Dessa forma, em termos de temperatura, a estratosfera funciona de forma exatamente contrária à troposfera. Por ser uma região altamente estável (por não haver trocas de ar), pilotos de avião tendem a manter-se no início da estratosfera para evitar turbulências. É nessa altitude que aviões e balões atingem sua eficiência máxima.
Algumas aeronaves, especialmente aviões a jato, sobem até a estratosfera para evitar o atrito e as trocas de ar. A estratosfera também contém a conhecida camada de ozônio, responsável por absorver a maior parte da radiação ultravioleta emitida pelo sol. Sem a camada de ozônio, a vida na Terra, na forma que conhecemos, não seria possível. Assim como a troposfera, a estratosfera também possui uma região que delimita seu fim e marca o início da mesosfera, chamada estratopausa. Composição da estratosferaA maioria dos elementos encontrados na superfície terrestre e na troposfera não alcançam a estratosfera. Em vez disso, é comum que eles:
Por causa da inversão na dinâmica de temperaturas entre a troposfera e a estratosfera, quase não existe troca de ar entre as duas camadas, fazendo com que vapores de água existam somente em quantidades diminutas na estratosfera. Por esse motivo, a formação de nuvens nessa camada é extremamente difícil. Com relação aos gases, a estratosfera é formada predominantemente por ozônio presente na camada de ozônio. Acredita-se que 90% de todo o ozônio existente na atmosfera se encontra nessa região. Além disso, a estratosfera contém elementos levados através de erupções vulcânicas como óxidos de nitrogênio, ácido nítrico, halogêneos, etc. Temperatura na estratosferaA temperatura na estratosfera aumenta conforme a altitude aumente, variando entre -51°C no ponto mais baixo (tropopausa) e -3ºC no ponto mais alto (estratopausa). O que pode ser encontrado na estratosfera?Alguns exemplos do que pode ser encontrado na estratosfera são:
MesosferaA mesosfera é a última camada atmosférica em que os gases ainda estão misturados no ar e não organizados pela sua massa. É considerada pela ciência a camada mais difícil de se estudar, por isso existem poucas informações confirmadas sobre ela. A espessura da mesosfera também é de 35 km, contados a partir da estratopausa, significando que ela se localiza entre a estratosfera e a termosfera. O termo mesosfera é oriundo do grego mesos (meio), por ser a terceira entre as cinco camadas da atmosfera terrestre Balões climáticos e aeronaves não são capazes de chegar tão alto a ponto de atingir a mesosfera. Ao mesmo tempo, satélites só são capazes de orbitar acima dela de forma que não conseguem medir, de forma apropriada, as características da camada. A única forma de estudar a mesosfera, atualmente, é através da utilização de foguetes sônicos que recolhem poucas informações por missão. É na mesosfera que ocorre a combustão de corpos celestes que entram na atmosfera terrestre, dando origem a fenômenos como as chuvas de meteoros.
A chuva de meteoros ocorre quando um corpo celeste entre na atmosfera terrestre. Devido à altíssima temperatura, o corpo celeste entra em combustão e geralmente se dissolve em vários pedaços menores. Composição da mesosferaA porcentagem de oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono na mesosfera é essencialmente a mesma das camadas situadas abaixo. Vapores de água são ainda mais raros do que na estratosfera que, por sua vez, transfere uma parcela de ozônio para a mesosfera. A mesosfera também possui material oriundo de meteoros que se vaporizam ao entrar na atmosfera. Assim, a mesosfera também é composta por uma parcela relativamente alta de ferro e outros metais. Temperatura na mesosferaA temperatura na mesosfera diminui conforme a altitude aumenta, variando entre -3°C no ponto mais baixo (estratopausa) e -143ºC no ponto mais alto, a mesopausa, a região mais fria de toda a atmosfera terrestre. O que pode ser encontrado na estratosfera?Alguns exemplos do que pode ser encontrado na estratosfera são:
TermosferaA termosfera está localizada acima da mesosfera e abaixo da exosfera. Sua espessura é de aproximadamente 513 km, ou seja, muito maior do que todas as camadas inferiores combinadas. Embora a termosfera seja considerada parte da atmosfera terrestre, a densidade do ar é tão baixa que a maior parte da camada é vista, erroneamente, como espaço sideral. Essa ideia é reforçada pelo fato de que a camada não possui moléculas suficientes para que ondas de som viagem. Na termosfera, a radiação ultravioleta causa os fenômenos de fotoionização de moléculas, ou seja, a criação de íons através do contato entre um fóton e um átomo. Esse fenômeno é responsável pela criação da ionosfera, localizada dentro da termosfera. A ionosfera desempenha papel importante na propagação de ondas de rádio para regiões distantes da Terra. É na termosfera que orbitam os satélites e a Estação Espacial Internacional (ISS). Além disso, é na termosfera que ocorre a aurora boreal.
A aurora boreal acontece com a colisão de partículas solares com a densidade atmosférica terrestre. A palavra termosfera é originária do grego thermos (calor), refletindo o fato de que as temperaturas são extremamente altas nessa camada. A fronteira entre a termosfera e a exosfera é chamada termopausa. Composição da termosferaDiferente das camadas situadas abaixo, nas quais os gases se misturam, na termosfera as partículas raramente se colidem, resultando em uma divisão uniforme de elementos. Além disso, grande parte das moléculas presentes na termosfera são quebradas pela luz solar. Nas partes superiores da termosfera são compostas por oxigênio atômico, nitrogênio atômico e hélio. Temperatura na termosferaA temperatura na termosfera pode variar de 500ºC a 2000ºC. Isso ocorre pois grande parte da luz solar é absurda nessa camada. O que pode ser encontrado na termosfera?Alguns exemplos do que pode ser encontrado na termosfera são:
ExosferaA exosfera é a maior e mais exterior camada da atmosfera terrestre. Ela se estende por 600 km até afinar e se misturar com o espaço interplanetário. Isso faz com que sua espessura seja de 10000 km. A fronteira mais distante da exosfera chega à metade do caminho para a lua. O termo exosfera vem do grego exo (exterior), marcando o fato de que esta é a última camada atmosférica antes do vácuo do espaço. Composição da exosferaAs partículas na exosfera são extremamente afastadas e, por isso, não são classificadas como gases pois a densidade é baixa demais. É possível que uma partícula viaje por centenas de quilômetros até colidir-se com outra. Elas também não são consideradas plasma pois não são eletricamente carregadas. Nas regiões mais baixas da exosfera, é possível encontrar hidrogênio, hélio, dióxido de carbono e oxigênio atômico, mantendo-se minimamente presos à Terra pelo campo gravitacional. Temperatura na exosferaDevido ao fato de que a exosfera é quase vácuo (pela ausência de interação entre as moléculas) a temperatura na camada é constante e fria. O que pode ser encontrado na exosfera?Alguns exemplos do que pode ser encontrado na exosfera são:
Veja também:
Quais as principais camadas da atmosfera terrestre e qual a altitude das mesmas?São elas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera. Elas não se distribuem de forma igualitária e sua distância varia de acordo com a densidade dos elementos químicos que as compõem, de forma que, à medida que se afastam da superfície da Terra, mais rarefeitas elas se tornam.
Quais são as altitudes das camadas da atmosfera?Se estende desde a superfície terrestre até uma altitude variável entre 8 km (nos polos) a 20 km (no Equador). A temperatura diminui com a altitude.
Quais são as camadas da atmosfera?São cinco camadas da atmosfera no total e cada uma carrega uma característica e importância diferentes. Elas estão divididas em: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.
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Quais são as camadas da atmosfera caracterizadas pelo aumento da temperatura com a altitude?
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