A  ATMOSFERA

A atmosfera faz parte do nosso planeta e é constituída por diversos gases, que rodeiam a Terra, estando ligados a ela pela força de atracção gravitacional.

Localiza-se convencionalmente o limite superior da atmosfera a cerca de 1000 km acima do nível médio das águas do mar (n.m.m.). No entanto, a maior parte dos cientistas prefere considerá-lo como interpenetrando-se gradualmente com a poeira e os gases extremamente rarefeitos que existem entre os planetas. Neste caso não há fronteira definida entre a atmosfera e o espaço exterior.  

A simples consideração da extensão vertical da atmosfera poderia, contudo, conduzir a confusões. Mesmo no limite superior convencional de 1000 km, a atmosfera é tão rarefeita, que a sua densidade é inferior à de qualquer vácuo produzido pelo Homem. De facto, a parte da atmosfera que fica acima de 30 km de altitude corresponde só a cerca de 1% da sua massa total.

Para se compreender os processos físicos que ocorrem na atmosfera é necessário estudar primeiro a sua composição. Este capítulo trata dos componentes da atmosfera e da sua distribuição no espaço.

A composição do ar seco. O ar atmosférico é essencialmente constituído por uma mistura de gases. No entanto, estes gases contêm em suspensão minúsculas partículas sólidas de poeira e fumo. Além disso a água está presente, não só sob a forma de vapor, mas também no estado sólido e liquido.

A composição do ar seco, considerada em função do volume, refere-se a locais fora da influência de cidades e de fogos nas florestas.

Em geral, os gases da atmosfera estão presentes nas mesmas proporções até cerca de 80 km de altitude. Há, no entanto, duas excepções importantes:

- Ozono (O₃)

- Vapor de água (H₂O).

Verifica-se também, a baixos níveis, alguma variabilidade no dióxido de carbono.

Divisões verticais da atmosfera. Na divisão vertical da atmosfera, baseada na temperatura, distinguem-se quatro regiões: a Troposfera, a Estratosfera, a Mesosfera e a Termosfera. Entre estas regiões, podem considerar-se ainda as seguintes zonas de transição: a Tropopausa, a Estratopausa e a Mesopausa. Existe ainda uma quinta camada, a Exosfera, que constitui a continuidade da Termosfera em termos de temperatura, estendendo-se até se misturar com o fino gás interplanetário.

A Troposfera é a região mais próxima da superfície. É nesta camada que se dão a maior parte dos fenómenos meteorológicos, pois é nela que se encontram as condições para que esses fenómenos ocorram (vapor de água, núcleos de condensação, formação de nuvens, turbulência, variações de temperatura, etc.).

A Troposfera tem uma extensão vertical variável (cerca de 18 km no Equador e 7 km nos Pólos) estendendo-se da superfície terrestre até à tropopausa. Esta é uma zona de transição, por vezes descontínua, que acompanha as variações de espessura da troposfera com a latitude e estações do ano.

A fonte de energia da troposfera é o globo terrestre, essa energia (que é recolhida do Sol pela superfície) aquece as camadas mais baixas desta região. No entanto, como o ar é mau condutor de calor, à medida que se sobe na atmosfera a temperatura do ar vai diminuindo até à tropopausa. A razão de descida da temperatura com a altitude chama-se gradiente vertical de temperatura e é cerca de 6,5º C por cada km.

Acima da Tropopausa situa-se a Estratosfera. Nesta região a temperatura mantém-se inicialmente quase constante e a partir dos 30 km aumenta gradualmente até atingir aproximadamente os 0º C no topo da camada (próximo dos 50 km).  Este aumento da temperatura deve-se ao facto de naquelas altitudes se dar uma absorção de energia solar (ultravioleta) na formação do Ozono (O₃). Este forma-se a partir da dissociação do oxigénio molecular em oxigénio atómico a partir da reacção O₂ + ENERGIA = O + O e posteriormente na associação das moléculas restantes com o oxigénio atómico (O₂ + O = O₃). Desta forma é absorvida a radiação ultravioleta que é prejudicial à vida na Terra.

A Mesosfera, limitada inferiormente pela Estratopausa e superiormente pela Mesopausa, a temperatura decresce geralmente com a altitude, até atingir valores inferiores a –80ºC . É na Mesosfera que se observam, no verão e nas latitudes elevadas, as nuvens noctilucentes. Esta camada marca o fim da camada da atmosfera denominada atmosfera homogénea.

A Termosfera é a camada que se encontra no topo da atmosfera e que se distingue das outras por ser aí que a temperatura tem um aumento contínuo, alcançando valores da ordem dos 500º C a 500 km de altitude. Nesta região, a atmosfera é já tão rarefeita que as partículas dos gases aí existentes se deslocam a velocidades enormes. O fenómeno da ionização é importante nesta camada, porque os iões e os electrões podem continuar livres por um período suficientemente longo. Como a ionização é persistente forma-se a camada denominada Ionosfera, capaz de reflectir as ondas rádio. No topo da termosfera existe ainda uma camada de transição chamada de termopausa. Esta faz a separação entre a termosfera e a exosfera, que pode ser considerada como o limite da atmosfera terrestre, sendo a sua altitude ilimitada, pois o numero de moléculas que a constituem vão diminuindo gradualmente sem que exista um limite definido.