Troposfera

A camada da atmosfera entre a superfície da Terra e a tropopausa , dentro da qual a temperatura do ar diminui em média com a altura a uma taxa de cerca de 6,5°C/km, embora as variações que ocorrem às vezes incluam inversões (aumento da temperatura com a altura dentro de alguma camada limitada).

A maior parte da turbulência atmosférica e das características meteorológicas ocorrem nesta camada, que contém quase todo o vapor de água atmosférico e a maioria dos aerossóis em suspensão na atmosfera

A camada mais baixa da nossa atmosfera, que é mais próxima da superfície da terra, é chamada ‘ Troposfera ‘.

Não é nada mais do que o ar que nos rodeia, da superfície da terra às nuvens mais altas. Se nós olharmos para o céu, nós tendemos a sobre estimar a espessura desta camada.

A atmosfera (mostrada em azul) consiste em diversas camadas. A camada mais baixa é a Troposfera.

Mantenha em mente: no esquema, a atmosfera é mostrada muito mais fina do que é na realidade, como pode ver na fotografia

Perfil de temperatura e transporte de ar

A temperatura diminuí com o aumento da altitude . Torna-se mais fria na Troposfera, quanto mais alto nós vamos. Podemos sentir este efeito quando subimos de bicicleta as montanhas. Mas há um ponto na atmosfera onde esta tendência muda. A tropopausa – um ponto onde a temperatura na atmosfera é mínima.

Alguns cientistas chamam-lhe a armadilha fria, porque este é um ponto onde o ar ascendente não pode ir mais alto. Imagine uma parcela de ar como se mostra na direita. Pode ver que a parcela é parada na sua ascensão. Isto é importante para a dinâmica e a química da Troposfera, para a formação da nuvens e condições meteorológicas. Qual é a razão? O ar quente é mais leve do que o ar frio. Nós conhecemos este efeito na nossa vida diária. Se abrir a porta no inverno, sente-se sempre o ar frio primeiro nos pés, uma vez que é mais pesado e se afunda à superfície do chão da casa.

De igual forma, quando a Terra aquece na superfície da terra pela luz solar da manhã, o ar na superfície da terra aquece e torna-se mais leve do que o ar afastado da superfície da terra. O ar na terra começa a sua ascensão como um balão leve. Enquanto o ar em redor estiver mais frio (= mais pesado) o ar proveniente da superfície continua a subir. Na tropopausa este percurso para, porque o ar acima é mais quente e mais leve. Por esta razão é difícil para a água (nuvens) e para os compostos químicos atravessarem esta barreira invisível da temperatura na tropopausa. Assim, a maioria da química do ar e das alterações meteorológicas ocorrem na Troposfera. Se a água não pode ir mais acima da Troposfera, as nuvens também não podem formar-se em camadas da atmosfera mais elevadas, porque as nuvens são constituídas por gotas da água.

Podemos ver as temperaturas médias na superfície da terra (15°C) e na tropopausa (-50°C) e num perfil de temperatura simplificado.

Perfis de temperatura na Troposfera e na baixa estratosfera (linha descontínua = adiabática seca).

As temperaturas são dadas em Kelvin (K) e em graus Celsius (°C) abaixo. fonte: desconhecida; adaptado de uma aula da Universidade de Harvard por Elmar Uherek.

A atmosfera protege-nos da luz solar intensa, fornece o oxigênio para respirar e torna possível a vida na terra.

Mas é somente uma camada que nos cobre muito fina.

Dimensão da Troposfera

Embora a Troposfera seja a camada mais fina da atmosfera, aproximadamente 11 km em torno de um planeta de 12,800 km de diâmetro, contem aproximadamente 90% da sua massa, isto significa 90% das moléculas do ar.

A Troposfera vai da superfície da terra até uma altitude de aproximadamente 7 km nos polos e de 17 km no equador.

A camada atmosférica seguinte acima da Troposfera é a estratosfera. A fronteira entre ambas as camadas é chamada tropopausa. Mas como podemos nós saber, onde é a extremidade da Troposfera?

As mudanças na tendência da temperatura dão uma resposta.

O ar ascendente

A parcela de ar quente na Troposfera (vermelho) sobe e expande-se durante sua ascensão.

Torna-se mais fresco, representado pela cor vermelha que vai desaparecendo, mas continua sempre mais quente do que o ar que rodeia a parcela. Ao chegar à tropopausa não pode elevar-se mais, mas apenas pode expandir-se para os lados.

Entretanto o mundo real é mais complicado. Nós não temos a mesma temperatura em toda parte na terra e nós não temos em toda parte -50°C na tropopausa em volta da terra. Além disso existem mudanças de temperatura com as estações. A figura dá-lhe uma ideia de perfis de temperatura diferentes em latitudes diferentes no verão e no inverno (é quase o mesmo nos trópicos).

Trópicos: perfil verde; tropopausa > 15 km
Regiões temperadas: vermelho claro = verão; vermelho escuro = inverno; tropopausa > 10 km
Regiões polares: azul claro = verão; azul escuro = inverno; tropopausa < 10 km

Ás vezes a camada troposférica imediatamente a seguir à superfície da terra comporta-se de forma um pouco diferente. É chamada “camada limite planetária” – CLP (em inglês: “planetary boundary layer” – PBL). Nesta camada limite planetária influências tais como a fricção, o transporte de calor, a evaporação, e a poluição de ar conduzem às mudanças dentro do período de uma hora.

A espessura desta camada pode variar entre algumas centenas de metros a aproximadamente dois quilômetros. A camada acima é chamada Troposfera livre. O processo mais importante na camada limite planetária é a mistura do ar devido ao ar ascendente da manhã.

O que é – Troposfera

A Troposfera é a camada da atmosfera logo acima da crosta terrestre.

Nela acontecem os principais fenômenos atmosféricos ligados ao clima.

A movimentação desta camada de ar, como resultado do aquecimento do planeta somado à sua rotação, provoca desde correntes de ar até furacões.

Na Troposfera as nuvens, que provocam chuvas e descarregam raios, se formam.

Sua espessura é de 11 km de altura nas regiões próximas à linha do equador – onde o ar é mais quente – e cerca de 8 km nos polos do planeta, lugares onde o ar muito frio ocupa menos espaço.

Como a temperatura do ar é a agitação das suas moléculas, nas regiões quentes as moléculas estão mais agitadas e ocupam um espaço maior (um volume maior), enquanto que nas regiões frias elas estão mais calmas e próximas (é mais denso).

O diagrama mostra as camadas da atmosfera e seus perfis de temperaturas.

Na Troposfera a temperatura média é de 15 °C, mas diminui em média 6,5 °C para cada mil metros de altura, chegando a congelantes 57 °C negativos na tropopausa – região que separa a Troposfera da segunda camada atmosférica, a estratosfera.

É na Troposfera que estão 85% da massa de toda atmosfera e praticamente toda a água, que chamamos de umidade do ar. Toda essa massa de ar está em constante movimento, pois é aquecida próxima ao solo e resfriada na tropopausa. Este ciclo, chamado de convecção, é o principal responsável pela grande atividade desta camada de ar.

As diferenças nos comportamentos da temperatura nas diferentes camadas têm origem basicamente na forma com que cada uma é aquecida.

Assim, a Troposfera, que recebe calor principalmente do solo, através de radiação infravermelha refletida do Sol, é mais quente na sua base do que em maiores altitudes.

Aquecido pelo solo, o ar sobe (as moléculas ficam mais agitadas, aumentam o espaço ocupado – volume – e o ar fica menos denso: sobe) e com isso faz o ar frio descer (raciocínio inverso: no alto, perdem calor, ficam menos agitadas, se aproximam e o ar fica mais denso: desce). Todo esse movimento de subida e descida de moléculas, chamado de convecção, distribui a energia térmica pela camada e faz com que a Troposfera seja muito agitada, o que se percebe pelos ventos e demais instabilidades da atmosfera. Como a Troposfera é a camada da atmosfera com a qual nós e demais organismos vivos estamos em contato, somos levados a acreditar que toda a atmosfera é assim. Mas existem camadas onde a calmaria é a regra e não existem fenômenos climáticos. A estratosfera é assim.

Acima da Troposfera está a estratosfera, uma camada de ar que se estende dos 11 km até os cerca de 50 km de altitude. Acima dos 11 km a influência do calor vindo da crosta perde importância para o calor que chega diretamente pela radiação solar – a irradiação. Com isso, a partir da tropopausa, quanto mais alto se vai, mais quente fica o ar.

O perfil se inverte em relação ao da Troposfera: quanto mais alto, mais quente é, como se no topo do Everest fosse mais quente do que aqui, ao nível do mar!

Naturalmente, se isso fosse verdade na Troposfera, a Terra seria um planeta completamente diferente – talvez não favorável à vida.

Nas camadas mais altas da atmosfera ocorre reflexão das ondas de rádio, o que já é utilizado pelas comunicações desde antes da invenção do satélite artificial. Assim, as camadas mesosfera e termosfera também são chamadas de ionosfera.

A Troposfera é a primeira camada, em contato com a superfície da Terra.

Sua altura atinge:

07 a 09 km nos polos
13 a 15 km nas latitudes temperadas
17 a 19 km no equador

Ocorre na Troposfera a totalidade dos fenômenos meteorológicos, devido a:

Alta porcentagem de vapor d’água

Presença dos núcleos de condensação, também conhecidos como núcleos higroscópicos

Aquecimento e resfriamento por radiação.

É mais alta no verão do que no inverno e também sobre centros de alta pressão do que sobre centros de baixa pressão.

A sua característica principal é a variação vertical da temperatura, também chamado “gradiente térmico”.

A temperatura na Troposfera decresce com a altitude, na vertical, cerca de: 0,65ºC/100m ou 2ºC/1.000ft ou 3.6F/1.000ft, chamado gradiente térmico normal ou positivo.

Nos limites superiores da Troposfera está localizada a “corrente de jato”(Jet Stream) fluxo de ventos fortíssimos, às vezes superiores a 200 nós. Predominando de oeste para leste, nas latitudes temperadas.

É a camada que se encontra em contato com a superfície da Terra. Atinge um altitude de 15-18 Km no Equador, e de 6-8 Km nos polos, sendo sua espessura variável com as estações do ano. Corresponde ao invólucro onde ocorrem os fenômenos meteorológicos mais importantes e que afetam diretamente a vida sobre a superfície.

A temperatura na Troposfera cai rapidamente com a altitude, numa razão média de 6,5 ºC por quilômetro.

O que é

A Troposfera é a camada atmosférica que se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera. (0 – 7/17 km), a temperatura diminui com a altitude, esta camada responde por oitenta por cento do peso atmosférico, sua espessura média é de aproximadamente 12km, atingindo até 17km nos trópicos e reduzindo-se para em torno de sete quilômetros nos polos.

A partir do final da estratosfera, encontra-se a mesosfera que se estende até 80 K de altitude.

Nesta camada, a temperatura é muito baixa, atingindo -120ºC. É nesta camada que se realizam as pesquisas meteorológicas.

Troposfera é a camada atmosférica que se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera(0 – 7/17 km). Esta camada responde por oitenta por cento do peso atmosférico e é a única camada em que os seres vivos podem respirar normalmente. A sua espessura média é de aproximadamente 12km, atingindo até 17km nos trópicos e reduzindo-se para em torno de sete quilômetros nos pólos. Todos os fenómenos meteorológicos estão confinados a esta camada.

A Troposfera contem uma grande variedade de gases: azoto (78%) e oxigénio (21%), sobretudo, mas também vapor de água, dióxido de carbono (CO2) e metano, entre outros. Estes gases mantêm o nosso planeta quente porque ajudam a reter o calor e radiam parte dele para a superfície da Terra.

Sofre o efeito direto do aquecimento da superfície: a convecção (aquecimento do ar por contato com a superfície mais quente e elevação deste ar sob forma de correntes ascendentes que vão distribuir o calor através dos níveis inferiores da atmosfera) distribui o calor na vertical da Troposfera.

A temperatura diminui com a altitude: o gradiente térmico é aproximadamente de 1ºC /150 m.

Característica térmica da Troposfera

A principal característica da Troposfera, é a redução na temperatura do ar à razão de 0,65ºC a cada cem metros de altitude, não levando-se em conta os efeitos da inversão térmica.

Os deslocamentos de ar

Os movimentos de ar na Troposfera são verticais e horizontais, estes causam condensação do vapor d’água ocorrendo a formação de nuvens e a precipitação de chuvas.

Os processos meteorológicos e a pressão atmosférica

Os processos meteorológicos se desenvolvem em sua totalidade na Troposfera; de sua base até aproximadamente 3km de altitude, é denominada de biosfera, esta, é submetida à troca de massas de ar com a camada livre situada no nível imediatamente superior, onde os ventos são mais fortes e constantes.

As nuvens determinam o clima do planeta pressão atmosférica decresce com o aumento da altitude. Ao nível do mar, a pressão gira em torno de é de 1.013 milibares, à medida que se vai subindo a pressão cai à razão de um milibar a cada oito metros até aproximadamente 1000 metros, esta razão varia continuando-se a subida, pois, à medida que se ascende, aumenta o número de metros necessários para provocar a mesma queda de pressão. Logo acima da Troposfera existe a camada de transição chamada de tropopausa.

Fonte: www.atmosphere.mpg.de/www.silverioortiz.kit.net/www.ufsm.br/arvoresdeirati.com