A Troposfera - variações com a altura e temperatura
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.
1. A atmosfera (mostrada em azul) consiste em diversas camadas. A camada mais baixa é a troposfera. Click sobre a imagem de forma a ver o esquema ampliado. Mantenha em mente: no esquema, a atmosfera é mostrada muito mais fina do que é na realidade, como pode ver na fotografia. fonte: Fotografia freeware STRATO, esquema: Univ. de Cambridge
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 pólos 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.
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 terrra. 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 pára, 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.
2. 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. autor: Anja Kaiser
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 constituidas por gotas da água.
A animação mostra as temperaturas médias na superfície da terra (15°C) e na tropopausa (-50°C) e num perfil de temperatura simplificado.
3. 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. Por favor click para a vista melhor (51 KB)! icg.harvard.edu/~eps132/lecture.dir/lecture3a/notes.htm
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 idéia de perfis de temperatura diferentes em latitudes diferentes no verão e no inverno (é quase o mesmo nos trópicos).
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.
Acerca de camadas na atmosfera: Alta Atmosfera - Básico - Unidade 1 - Camadas
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author: Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry - Mainz / Germany 1. sci. reviewing: Dr. Katja Mannschreck - GAW Hohenpeissenberg - 2003-08-07 2. sci. reviewing: Dr. Gerd Folberth - Meteorological Service of Canada / Univ. of Victoria - 2003-08-10 educational reviewing: Michael Seesing - Uni Duisburg - 2003-07-02 revised and last published: 2008-10-08
