ATMOSFERA TERRESTRE A atmosfera terrestre corresponde à camada gasosa que envolve a Terra, constituída basicamente por azoto e oxigénio, e dividida em várias subcamadas (troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera), com base na temperatura. Troposfera É a camada da atmosfera que está em contacto com a superfície terrestre e que contém o ar que respiramos. Tem uma altura média de 11 Km. É a camada menos espessa, mas é a mais densa. O ar junto ao solo é mais quente, diminuindo de temperatura com a altitude até atingir -60 0 C. Determina o estado do tempo.
Estratosfera Situa-se entre os 11 Km a 50 Km. É aqui que está a camada de ozono. Nesta camada a temperatura aumenta de -60 0 C a 0 0 C. Este aumento deve-se à interação química e térmica entre a radiação solar e os gases aí existentes. As radiações absorvidas são as ultravioletas. Mesosfera Situa-se entre os 50Km a 80Km. Trata-se da camada mais fria da atmosfera. A temperatura sobe inicialmente de 60 0 C para 20 0 C e volta a diminuir com a altitude, chegando aos 90 0 C aos 80Km. A absorção da radiação solar é fraca. Termosfera Começa nos 80 Km e vai até 500 Km. A temperatura sobe até aos 500 0 C. Ocorrem auroras boreais. Exosfera Começa nos 500 Km e dilui-se no espaço a partir dos 1000Km de altitude. A temperatura sobe dos 500 0 C até aos 2000 0 C. Nesta camada orbitam satélites artificiais.
RADIAÇÃO SOLAR E A ATMOSFERA TERRESTRE Durante o dia a energia solar que atinge a atmosfera terrestre é absorvida ou refletida de acordo com a figura: 47% A energia absorvida pela superfície terreste, durante o dia, pode ser emitida durante a noite. A radiação emitida pela Terra é facilmente absorvida pelos gases do efeito de estufa (GEE) e, por isso, apenas uma pequena parte sai para o espaço. Esta é a origem do efeito de estufa benéfico para a Terra, porque não a deixa gelar durante a noite. É importante notares que a atmosfera deixa passar mais facilmente a radiação durante o dia (vem do Sol para a Terra), e absorve mais facilmente a radiação que a terra devolveria ao espaço durante a noite.
A Terra absorve a radiação solar, emitindo parte desta para o espaço, sob a forma de calor. A radiação solar atravessa a atmosfera terrestre. Alguns gases, como o dióxido de carbono, entre outros, impedem que esta energia se escape, o que aumenta a temperatura da superfície terrestre, é o efeito de estufa. TEMPERATURA DO AR Durante o dia, o ar aquece devido à radiação solar que atravessa a atmosfera e à radiação emitida pela Terra. Embora as variações de temperatura não aconteçam de forma regular, ocorre sempre: Um valor máximo de temperatura durante o dia. Um valor mínimo de temperatura durante a noite. Para medir estes valores existem termómetros adequados chamados termómetros de máxima e mínima, como aquele que se apresenta na figura ao lado.
A diferença entre a temperatura máxima e a temperatura mínima registadas durante um dia designa-se por amplitude térmica diurna: Amplitude térmica diurna = Temperatura máxima (nesse dia) Temperatura mínima (nesse dia) Chama-se temperatura média diurna à média aritmética das diferentes temperaturas registadas durante o dia: Temperatura média diurna = Soma de todas as temperaturas registadas Número de registos A diferença entre a temperatura média do mês mais quente do ano e a temperatura média do mês mais frio do ano chama-se amplitude térmica anual: Amplitude térmica anual = Temperatura média do mês mais quente Temperatura média do mês mais frio A distribuição da temperatura na superfície da Terra é visível nos chamados mapas de isotérmicas, linhas que unem os lugares com a mesma temperatura. HUMIDADE ABSOLUTA A humidade absoluta do ar é a massa de vapor de água, expressa em gramas (g), que existe por metro cúbico (m 3 ) de ar. g Humidade absoluta = massa (de vapor de água) volume (de ar) g/m 3 m 3
PONTO DE SATURAÇÃO O Ponto de Saturação do ar é a quantidade máxima de vapor de água que o ar pode conter a uma determinada temperatura. Como o ar quente pode conter mais vapor de água sem saturar que o ar frio, o Ponto de Saturação varia diretamente com a temperatura do ar. HUMIDADE RELATIVA A humidade relativa do ar é a relação que existe entre a humidade absoluta e a humidade absoluta máxima (Ponto de Saturação) e exprime-se, geralmente, em percentagem. g/m 3 Humidade relativa = Humidade absoluta Ponto de saturação 100 % g/m 3 Os aparelhos que medem a humidade relativa do ar chamam-se higrómetros. FENÓMENOS ATMOSFÉRICOS RELACIONADOS COM A HUMIDADE E A TEMPERATURA A temperatura é o elemento do clima que mais interfere na variação do estado do tempo. Quando há mudanças de temperatura do ar na troposfera, ocorrem fenómenos atmosféricos relacionados com o vapor de água que o ar contém, tais como: Formação de nuvens Orvalho
Nevoeiro e neblina Geada Chuva e neve Granizo e saraiva PRESSÃO ATMOSFÉRICA O ar que existe na atmosfera tem massa. A Terra atrai as moléculas dos gases constituintes da atmosfera. É a força gravitacional que faz com que a Terra não perca a sua atmosfera. Ao ser atraído pela Terra, o ar exerce sobre os corpos situados à superfície da Terra. A pressão atmosférica é o valor dessa força que a atmosfera exerce sobre os corpos, por cada unidade de superfície. A pressão atmosférica mede-se em aparelhos chamados barómetros. No Sistema Internacional de unidades, a pressão exprime-se em pascal (Pa). No entanto, em meteorologia, a pressão atmosférica exprime-se noutras unidades como, por exemplo: atmosfera (atm) bar (b) 1 atm = 101300 Pa 1 atm = 1,013 bar milibar (mb) 1 atm = 1013 bar A pressão atmosférica normal, ao nível do mar, é de 1 atm.
A PRESSÃO ATMOSFÉRICA E A ALTITUDE A pressão atmosférica diminui quando a altitude aumenta, isto é, quando nos afastamos do nível do mar ou da superfície da Terra. Com efeito, à medida que a altitude aumenta, o ar torna-se menos denso e o peso da coluna de ar por unidade de superfície diminui. Consequentemente, a pressão atmosférica diminui. A PRESSÃO ATMOSFÉRICA E A TEMPERATURA DO AR A pressão atmosférica diminui quando a temperatura do ar aumenta. Com efeito, um aumento da temperatura do ar faz com que este se expanda e se torne menos denso. A PRESSÃO ATMOSFÉRICA E A HUMIDADE DO AR A pressão atmosférica diminui quando a humidade do ar aumenta, pois o ar húmido é menos denso do que o ar seco. CICLONES E ANTICICLONES Na superfície terrestre (mesmo nos mares) existem muitas estações meteorológicas que registam os vários elementos climáticos, entre eles a pressão atmosférica. Esses valores são depois assinalados em mapas. No que respeita à pressão, unem-se depois esses valores, de modo a fazer passar linhas por locais que têm os mesmos valores de pressão. A essas linhas chamam-se isóbaras e são linhas que unem pontos de igual valor de pressão.
Sempre que a pressão é superior a 1013 mb, diz-se que é centro de altas pressões ou anticiclone. Os anticiclones representam-se com a letra A (como na figura anterior). Nas altas pressões, os ventos são descendentes e divergentes (descem e afastam-se). Quando a pressão é inferior a 1013 mb, diz-se que é um centro de baixas pressões, ou ciclones, ou depressões. Representam-se com a letra B (como na figura anterior). Nas baixas pressões os ventos são convergentes e ascendentes (aproximam-se e sobem). O vento não é mais do que ar em movimento. O ar desloca-se entre os centros de pressão, numa tentativa de equilibrar as coisas entre as altas e as baixas pressões. No hemisfério Norte o vento sopra da seguinte forma: Em torno de um centro de baixas pressões, os ventos sopram para dentro, são convergentes, encurvando para a esquerda no sentido contrário ao do movimento dos ponteiros do relógio. Em torno de um centro de altas pressões, os ventos sopram para fora, são divergentes e encurvam para a direita no sentido dos ponteiros do relógio.
No hemisfério Sul, a única diferença é o encurvamento dos ventos que é oposto ao do hemisfério Norte. Na imagem de baixo observa-se que os ventos saem das altas pressões e "entram" nas baixas pressões, relativamente, ao globo terrestre. MASSAS DE AR Uma massa de ar é uma porção de atmosfera onde existem valores semelhantes de temperatura e humidade. As massas de ar estendem-se por centenas ou milhares de quilómetros e a sua temperatura e humidade dependem das zonas onde se formam. Existem quatro tipos principais de massas de ar, cujas designações têm a ver com as zonas onde se formam:
Massa de ar polar marítima forma-se sobre os oceanos Ártico e Antártico; é fria e húmida. Massa de ar polar continental forma-se sobre as regiões polares; é fria e seca. Massa de ar tropical marítima forma-se sobre os oceanos tropicais; é quente e húmida. Massa de ar tropical continental forma-se sobre os desertos tropicais; é quente e seca. Em Portugal, o estado do tempo no Verão é influenciado por uma massa de ar tropical, proveniente do deserto do Sara. No Inverno, a influência dominante é das massas de ar polares, frias e quase sempre húmidas quando chegam ao nosso país, devido à passagem sobre o oceano Atlântico. SUPERFÍCIES FRONTAIS Normalmente, duas massas de ar diferentes, como têm temperatura e humidade diferente, têm densidades diferentes e, por isso, raramente se misturam. Quando duas destas massas de ar se encontram, na zona de contacto forma-se como que uma fronteira chamada superfície frontal. À intersecção de uma superfície frontal com a superfície terrestre chamase frente. Há três tipos de frentes: Frente fria Frente quente Frente oclusa Uma frente fria forma-se quando uma massa de ar frio avança por baixo de uma massa de ar quente, fazendo-a recuar.
A massa de ar frio empurra a massa de ar quente par cima, formando-se nuvens de desenvolvimento vertical, que originam chuva forte e súbita, seguida de aguaceiros. Após a passagem da frente, o céu diminui de nebulosidade e, em geral, o tempo arrefece. Representação Uma frente quente forma-se quando uma massa de ar quente avança sobre uma massa de ar frio, fazendo-a recuar. Neste caso, é o ar quente que ao subir obriga o ar frio a descer. As nuvens que se formam são de desenvolvimento horizontal, que originam chuva fraca e persistente. Após a passagem da frente, a nebulosidade diminui e o tempo aquece. REPRESENTAÇÃO DE FRENTE QUENTE Uma frente oclusa forma-se quando uma massa de ar frio ultrapassa a massa de ar quente. Produzem-se abundantes nuvens de desenvolvimento vertical, podendo ocorrer chuvas fortes, tempestades e trovoadas. REPRESENTAÇÃO DE UMA FRENTE OCLUSA Ar quente
CARTAS DO TEMPO O estudo do estado do tempo é feito tendo por base as cartas sinópticas (mapa/carta meteorológica) como a da imagem. Nelas inscrevem-se os valores dos principais elementos por meio de números ou símbolos. O aspeto mais saliente é o traçado das isóbaras (linhas que unem pontos de igual pressão), que dão uma imagem sugestiva da repartição da pressão e, portanto uma indicação da circulação atmosférica à superfície na região considerada. A interpretação cuidadosa das cartas sinópticas permite, não só a caracterização do estado de tempo nesse momento, mas também prever com maior ou menor precisão a evolução provável do tempo, desde que se disponha de alguns dados complementares, como por exemplo a temperatura do ar ambiente.