Tropopausa

Definição

A tropopausa é o limite superior da troposfera e, portanto, constitui a fronteira entre ela e a estratosfera.

A tropopausa é uma camada limite importante na atmosfera da Terra que divide a camada atmosférica mais baixa, a troposfera, da estratosfera.

De acordo com a Organização Meteorológica Mundial, a “primeira tropopausa” é definida convencionalmente como o nível mais baixo no qual a taxa de lapso diminui para 2°C/km ou menos, desde que a taxa média de lapso entre esse nível e todos os níveis mais altos dentro de 2 km não excede 2°C/km.

Se a taxa média de lapso acima desta “primeira tropopausa” entre qualquer nível e todos os níveis superiores a 1 km exceder 3°C/km, uma “segunda tropopausa” será definida pelo mesmo critério que o primeiro.

Esta segunda tropopausa pode estar dentro ou acima da camada de 1 km.

Perto das latitudes médias, pode haver duas camadas de tropopausa: polar e tropical.

Para fins de aviação, no entanto, cartas meteorológicas significativas geralmente mostram uma tropopausa, usando as alturas médias das duas tropopaus para indicar sua altura no nível de vôo.

Devido às mudanças nas alturas da tropopausa, especialmente nos sistemas frontais polares de latitude média, em certos casos o ar estratosférico pode ser trazido para a troposfera do ar quente como resultado da menor altura da tropopausa sobre o ar frio e a corrente de jato associada ao sistema frontal polar.

O efeito do fluxo de ar pode “extrair” o ar estratosférico de cima e entrar na troposfera do ar quente por meio da corrente de jato.

O que é a tropopausa?

A tropopausa é uma fina camada da atmosfera da Terra que separa a baixa troposfera e a estratosfera mais alta.

Nos polos, está a aproximadamente 1.100 metros acima do nível do mar e aumenta para 1700 m ao redor do equador.

A tropopausa é notável como o teto abaixo do qual ocorre a maior parte do tempo terrestre.

Cinco camadas principais compõem a atmosfera da Terra, e da mais baixa para a mais alta são: a troposfera, a estratosfera, a mesosfera, a termosfera e a exosfera.

Entre cada camada, há um limite, nomeado usando o prefixo da camada inferior e o sufixo -pause. Essas camadas e limites são definidos principalmente por propriedades relacionadas à temperatura, pressão e densidade, além de um fenômeno conhecido como taxa de lapso de temperatura.

Taxa de lapso de temperatura é a taxa na qual a temperatura diminui à medida que a altitude aumenta.

Na troposfera, a temperatura diminui em média 6,5 ° C por 1.000 m.

A tropopausa marca o nível além do qual essa tendência muda. Uma vez na estratosfera, a taxa de lapso se inverte e a temperatura começa a aumentar com a altitude.

As viagens aéreas são afetadas pela tropopausa, pois a propulsão a jato é mais eficiente em temperaturas mais baixas.

A taxa de lapso da troposfera fornece uma base confiável para o cálculo do consumo de combustível, e os pilotos pretendem voar logo abaixo dos limites da tropopausa para maximizar o desempenho.

A maioria dos vapores de água é mantida mais próxima da Terra, portanto, existem poucas nuvens próximas à tropopausa e geralmente pouca turbulência, em oposição à baixa na troposfera.

É por isso que quase sempre faz sol quando os aviões comerciais atingem a altitude de cruzeiro.

Do solo, a tropopausa às vezes pode ser observada visualmente por nuvens de tempestade que se achatam em forma de bigorna.

Isso ocorre quando o ar quente da tempestade empurra para cima até atingir o topo da troposfera, onde não é mais menos denso que o ar ao seu redor. Em seguida, ele se espalha para fora e para cima.

Embora a tropopausa funcione como um teto bastante consistente para a troposfera, ela não é inexpugnável. Tempestades tropicais que percorrem a terra, por exemplo, às vezes podem invadir a estratosfera.

Quando isso acontece, o vapor de água carregado pelas nuvens de tempestade pode congelar e ser transportado milhares de quilômetros através da estratosfera por correntes de ar.

Alguns cientistas teorizam que esse fenômeno é um fator natural que contribui para o efeito estufa, porque o vapor de água que serve para reter o calor próximo à Terra.

Tropopausa – Altura

O limite entre o topo da troposfera e a estratosfera (a camada acima dela) é chamado de tropopausa.

A altura da tropopausa depende da latitude, estação do ano e se é dia ou noite.

Perto do equador, a tropopausa fica a cerca de 20 km acima do nível do mar.

No inverno, perto dos pólos, a tropopausa é muito menor. Tem cerca de 7 km de altura.

Tropopausa – Camada

A atmosfera da terra é dividida em quatro camadas, que são parcialmente baseadas na altura, mas também são categorizadas pela temperatura. A camada inferior, ou a mais próxima da Terra, é chamada troposfera.

As outras camadas da troposfera são a estratosfera, a mesosfera e a termosfera. Alguns cientistas incluem uma quinta categoria chamada exosfera. O nível mais baixo da atmosfera afeta constantemente as pessoas, porque é onde quase todo o clima ocorre.

A troposfera não pode ser simplesmente categorizada por altura, pois pode variar em espessura e também muda sazonalmente em vários locais.

Outro fator que pode alterar a espessura dessa camada é a latitude de um local específico.

Pode-se dizer que esta seção da atmosfera tem aproximadamente 12 quilômetros de espessura (cerca de 12 km), mas também é geralmente mais rasa nos pólos da Terra e mais profunda perto do equador.

Além de ser responsável pela maioria dos fenômenos climáticos, a troposfera também contém os gases que ajudam a sustentar a vida na Terra.

Infelizmente, a densidade desta seção de atmosfera mais baixa e as camadas que a pressionam também mantêm muitos gases indesejáveis circulando, incluindo os variados gases de efeito estufa.

Isso pode ter um efeito geral no clima e também no calor do ar. No entanto, em geral, à medida que a troposfera sobe, sua temperatura cai.

Quando as pessoas vêem imagens ou representação gráfica das camadas da atmosfera, elas podem parecer imóveis, o que cria uma falsa ideia de que essas camadas não estão ativas.

Em contraste com as fotos ou ilustrações dos livros de ciências, as pessoas devem pensar nessa camada da atmosfera como muito ativa. Ele circula o ar constantemente e interage com a Terra de várias maneiras.

Está em constante fluxo, pois responde à temperatura da Terra, à pressão das camadas acima dela e à luz do sol, e produz ventos, nuvens, nevoeiros, tempestades e tempo ensolarado.

O outro fato importante que as pessoas devem reconhecer sobre a troposfera é que ela está diretamente abaixo da estratosfera. Na verdade, uma fina camada chamada tropopausa separa as duas. No entanto, a maioria das pessoas geralmente conhece a estratosfera como a área que contém a camada de ozônio.

Como a troposfera, a camada de ozônio também é mais fina nos pólos, e os gases dessa camada mais baixa afetam o grau em que a camada de ozônio funciona, criando até buracos que não protegem as pessoas dos raios nocivos do sol. Isso também deve ser visto como um processo interativo. À medida que as pessoas enchem a troposfera com gases ou poluentes nocivos, alguns deles filtram e destroem ou diluem parte da camada de ozônio, criando menos proteção para todos.

História da Atmosfera da Terra

A Terra teve três atmosferas, cada uma diferente em sua composição química. A primeira das atmosferas da Terra, formada quando o planeta ainda era muito jovem, era principalmente hidrogênio e hélio.

Essa atmosfera tem cerca de 4,57 bilhões de anos e teve vida curta – o calor da crosta derretida e o vento solar dissiparam essa camada.

O hidrogênio e o hélio não são pesados o suficiente para criar uma atmosfera estável, a menos que o planeta seja muito massivo – é mais provável que esses elementos ganhem velocidade de escape durante flutuações térmicas aleatórias. Isso é parte da razão pela qual o hidrogênio e o hélio são muito raros na atmosfera da Terra hoje.

Cerca de 4,4 bilhões de anos atrás, a crosta solidificou e numerosos vulcões se formaram, lançando vapor, dióxido de carbono e amônia nos céus.

Com o tempo, a densidade desses gases vulcânicos tornou-se suficiente para formar uma segunda atmosfera terrestre, principalmente de dióxido de carbono e vapor de água.

Havia algum nitrogênio presente, mas quase nenhum oxigênio livre. Isso é semelhante à atmosfera atual de Vênus, que é 96,5% de dióxido de carbono e 3,5% de nitrogênio.

A atmosfera da Terra neste momento tinha algo mais em comum com Vênus – era cerca de 100 vezes mais densa do que é hoje. A pressão na superfície teria sido semelhante à pressão abaixo de 1 km (0,62 mi) de água.

A atmosfera da Terra começou a rarear lentamente à medida que o dióxido de carbono foi dissolvido nos oceanos e precipitado como carbonatos.

Isso revestiu grande parte da Terra em uma camada de carbono e preparou o terreno para o início da vida.

Por 3,5 bilhões de anos atrás, a vida havia emergido, na forma de arquéias. Cerca de 2,7 bilhões de anos atrás, eles se juntaram a micróbios chamados cianobactérias.

As cianobactérias foram os primeiros organismos fototrópicos produtores de oxigênio e lentamente começaram a sugar dióxido de carbono da atmosfera e liberar oxigênio.

Demorou muito tempo para as cianobactérias realmente começarem, mas entre 2,7 e 2,2 bilhões de anos, durante o Paleoproterozóico inicial, esses micróbios converteram a atmosfera da Terra de uma atmosfera anóxica (com falta de oxigênio) em um estado óxico (contendo oxigênio). Isso é chamado de Grande Oxidação ou, mais comumente, Catástrofe de Oxigênio.

O evento de oxidação às vezes é considerado uma catástrofe porque, para a maioria das formas de vida vivas na época, o oxigênio era tóxico.

Portanto, a catástrofe de oxigênio foi uma das primeiras grandes extinções em massa.

No entanto, como benefício, temos outra atmosfera da Terra, a que precisamos para sobreviver hoje.

Fonte: www.skybrary.aero/www.sciencedirect.com/www.atoptics.co.uk/www.dictionary.com/vortex.plymouth.edu/www.wisegeek.org/scied.ucar.edu/spaceplace.nasa.gov/www.windows2universe.org