Estrutura e Composição da Atmosfera, Estrutura vertical da Atmosfera
Estrutura e Composição da Atmosfera
Estrutura vertical da Atmosfera
Entre os seus limites inferior e superior, a Atmosfera não apresenta sempre as mesmas características. A sua composição, o seu comportamento térmico e químico bem como os fenómenos que nela ocorrem vão-se alterando.
Assim, a Atmosfera apresenta uma estrutura vertical composta por várias zonas distintas. A distinção das diferentes camadas da Atmosfera é baseada em certas características como a temperatura e fuga molecular, ionização ou composição química.
Tendo como base a temperatura e fuga molecular podem-se identificar cinco camadas na estrutura vertical da Atmosfera, nomeadamente: Troposfera, Estratosfera, Mesosfera, Termosfera e Exosfera.
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| Fig: Principais camadas da atmosfera - Estrutura vertical da atmosfera |
Com base na ionização, a Atmosfera divide-se em Ionosfera e Magnetosfera e considerando a composição química, a Atmosfera divide-se em Homosfera e Heterosfera.
- Troposfera
É a camada inferior da Atmosfera, em contacto com a superfície terrestre. Tem em média 12 km de espessura podendo atingir 16 km na zona do equador contra os 8 km nas zonas polares. O limite superior é definido por uma descontinuidade designada Tropopausa.
Na Troposfera ocorrem os mais importantes fenómenos meteorológicos que condicionam, caracterizam e determinam o estado do tempo. Esta camada é de natureza turbulenta, uma vez que nela se verifica a maior parte dos fenómenos ou perturbações atmosféricas (chuvas, ventos...), com influência directa na Vida à superfície terrestre.
A Troposfera é composta por gases variáveis e permanentes com funções importantes na Atmosfera.
Os gases variáveis absorvem as radiações de grande comprimento de onda, evitando a fuga de calor para a alta Atmosfera.
Ao vapor de água, dióxido de carbono, poeiras e outras impurezas acumuladas na Troposfera cabe-lhes a função de estufa, retendo o calor superfície. Isto faz com que as noites não sejam muito frias.
Na Troposfera, a temperatura decresce numa proporção média de 0,6 oC/100m. Este valor (médio) é designado gradiente térmico. Este fenómeno está relacionado com a presença dos gases variáveis e impurezas, oriundos da superfície terrestre, na Atmosfera.
Uma vez que esses gases vão diminuindo medida que a altitude aumenta e o calor proveniente da irradiação terrestre é retido e conservado por esses elementos, o poder de retenção do calor diminui à medida que a altitude aumenta. Portanto, a temperatura decresce com o aumento da altitude.
Os gases permanentes são oxigénio, azoto e gases raros variáveis são vapor de água e dióxido de carbono; as nuvens e impurezas são poeiras e partículas diversas.
Tal como a temperatura, a pressão atmosférica também decresce com o aumento da altitude. Isto acontece pelo facto de que todos os corpos, incluindo os gases, estão sujeitos à atracção gravitacional da Terra. Como consequência verifica-se major concentração de moléculas à superfície, diminuindo com o aumento da altitude.
Estratosfera - É nesta esfera onde se encontra a camada de ozono. Nela circulam os aviões a jacto pelo facto de a mesma ser muito estável.
- Estratosfera
É a segunda camada da Atmosfera. A sua espessura é de aproximadamente 38 km, pois situa-se entre os 12 km e os 50 km de altitude. É nesta camada, relativamente límpida e seca, que se encontra a camada de ozono, a cerca de 25 km de altitude.
O ozono forma-se como resultado da acção dos raios ultravioletas, emitidos pelo sol, sobre o oxigénio molecular (O2) existente nesta camada da Atmosfera. Este gás tem o papel de absorver grande parte da radiação ultravioleta.
Sem a camada do ozono, a Vida na Terra seria impossível, uma vez que a radiação ultravioleta destrói os tecidos dos seres vivos e, no Homem, provoca dermatites.
Entre as causas da destruição do ozono estão os gases libertados pelos aviões supersónicos inter-continentais e os produtos químicos designados «CFC» (Cloro - Flúor - Carbonatos), libertados pelos «Sprays», equipamentos de frio e lâmpadas fluorescentes.
Se é verdade que a camada do ozono é importante para a Vida, também é um facto que a sua presença excessiva nas camadas inferiores da Atmosfera, aproximando-se da superfície, constitui perigo para a saúde pois impede a sintetização da vitamina D, importante para o desenvolvimento dos ossos dos indivíduos e animais. Este problema regista-se em particular em dias de muita chuva e trovoada pois, nessas condições, a camada de ozono desce até as camadas baixas.
A variação da temperatura na Estratosfera depende da composição química. Assim a presença do ozono, que absorve a radiação solar, provoca o aumento da temperatura nas proximidades desta camada. medida que nos afastamos desta camada, a temperatura vai diminuindo, dai que a partir dos 25 km a temperatura vai diminuindo constantemente até atingir os 0 oC, aos 50 km de altitude.
- Mesosfera
Tem uma espessura aproximada de 30 km, parte dos 50 – 80 km de altitude, os seus limites são a Estratopausa (inferior) e a Mesopausa (superior). A densidade do ar nesta camada é muito baixa e a temperatura decresce rapidamente atingindo os 90 °C negativos.
Entre os 75-85 km de altitude observa-se o fenómeno de nuvens luminosas, resultantes da presença de partículas meteóricas, que funcionam como núcleos de condensação, atraindo as moléculas de água vindas da Estratosfera inferior por condensação. As nuvens luminosas são apenas observáveis nas altas latitudes.
- Termosfera
Esta camada é a quarta e situa-se entre os 80/90 km até aos 500 km de altitude; o seu limite superior é a Termopausa e nela ocorre a forte radiação solar. É uma zona de ionização variável ao longo das altitudes em camadas diversificadas.
As referidas camadas são E ou Kenneily, Heaviside que se localizam a cerca de 110 km. As auroras boreais e austrais resultam do bombardeamento da alta Atmosfera por partículas electricamente carregadas, cujas formas espectaculares devem-se ao campo magnético da Terra e se situam entre os 80 – 300 km.
A camada F ou Appleton situa-se a 300 km e permite a propagação das ondas radioeléctricas a grande distância, o que favorece o funcionamento da rádio e da televisão.
A composição do ar é variável: na parte inferior predomina o azoto molecular (N2), oxigénio molecular (O2), aos 110 km predomina o oxigénio atómico (0) e na parte superior a termosfera que tem muita concentração de hélio (H) e hidrogénio atómico (H).
A temperatura mantém-se, primeiro, mais ou menos constante e aumenta rapidamente devido à absorção dos raios ultravioleta pelo oxigénio, chegando a ultrapassar 1000 oC.
Ocorrem também na Termosfera as auroras, as estrelas cadentes, fragmentos que ao entrarem em fricção com o ar tornam-se incandescentes.
De um modo geral, a Atmosfera é bombardeada diariamente por fragmentos extraterrestres, calculando-se que receba em média mais de cinco toneladas.
- Exosfera e Magnetosfera
É localizada entre a termosfera e o espaço sideral, entre 500 - 700 km de altitude. As características principais desta camada são: a densidade baixa e sem misturas, composta de gases raros e ionizados. São os casos de átomos de oxigénio, hidrogénio e hélio. Verifica-se também a presença de camadas ou cinturas denominadas Van Allen; são verdadeiras nuvens de partículas eletrizadas, atraídas pelo campo magnético da Terra. É a camada em que os satélites artificiais (meteorológicos e de comunicação no nosso planeta. A temperatura nesta camada variável, verificam temperaturas altíssimas quando ocorre a incidência da luz e baixas na ausência da luz solar a temperatura média nesta camada é de 15008.
Origem e evolução da Atmosfera
Vários estudos mostram que a composição da Atmosfera não tem sido a mesma ao longo da história. Basta dizer que actualmente ela recebe diariamente milhões de toneladas de gases poluentes provenientes da actividade industrial o que altera substancialmente a sua composição.
No início, a Atmosfera seria constituída por amoníaco (NH3), metano CH4 e vapor de água (H2O). Essa composição teria favorecido o aparecimento da Vida na Terra porque as descargas eléctricas ou radiações ultravioletas em mistura de amoníaco, metano e vapor de água podem provocar a síntese de aminoácidos que, sendo constituintes das proteínas, estão na base da Vida.
As rochas sedimentares mais antigas, nas quais se desenvolvem vestígios orgânicos, datam de há 3500 milhões de anos havendo exemplares na África do Sul. Algas capazes de realizar a fotossíntese já existiam há 3100 milhões de anos.
A Atmosfera inicial foi-se alterando. A acção intensa da radiação solar teria provocado a decomposição do amoníaco em azoto (N2) e hidrogénio; metano em carbono e hidrogénio e do vapor de água em oxigénio e hidrogénio. Uma parte do hidrogénio leve, ter-se-ia escapado para o espaço. O carbono combinou-se com o oxigénio para formar o CO2 e por outro lado, foi enriquecendo suficientemente a Atmosfera de oxigénio (O2) por intermédio da fotossíntese.
Além destes casos, reacções químicas envolvendo metais favorecem o aumento do oxigénio na Atmosfera e a acumulação de metais nas águas e superfície continental.
Conclui-se, portanto, que a composição actual da Atmosfera é resultado de lenta e longa evolução, a partir de uma composição inicial totalmente diferente. A formação do dióxido de carbono tornou possível a fotossíntese por parte das primeiras plantas verdes. Estas foram enriquecendo a Atmosfera de oxigénio até aos actuais níveis. Mas, actualmente, os níveis de poluição são assustadores; a presença de CO2, SO2, S e outros gases agravam o efeito de estufa e das mudanças climáticas globais.
Composição da Atmosfera
A Atmosfera é composta de gases, partículas, seres vivos e água. No entanto, o ar é o componente com maior concentração no volume da Atmosfera.
O azoto (N2) ocupa 78,080%, o dióxido de carbono (CO2) o oxigénio (O2) 20,950/0 e o árgon (ar), importante no processo da fotossíntese, 0,93%. O vapor de água tem concentração muito variável, chegando a atingir 4% particularmente nas camadas baixas. A fonte de vapor de água é a evaporação de massas líquidas e evapotranspiração dos seres vivos.
Na Atmosfera concentra-se material vivo como bactérias, fungos, pólen, esporos etc., para além de poeiras e fuligem, partículas de sais. As impurezas na Atmosfera constituem os núcleos de condensação necessários para a formação de nuvens e precipitação.
A poluição atmosférica tem alterado consideravelmente a composição da Atmosfera. Os excessos de SO2 e CO2 originam chuvas ácidas e o aumento considerável da temperatura global e do fenómeno desertificação.
Bibliografia
WILSON, Felisberto. G11 - Geografia 11ª Classe. 2ª Edição. Texto Editores, Maputo, 2017.
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