ATMOSFERA TERRESTRE

• é formada por diversas camadas gasosas

que envolvem o planeta, compostas de

oxigênio (21%), nitrogênio (78%) e inúmeros

outros elementos, tudo constituído uma

massa fluida em permanente movimento. É

mantida em volta da terra pela força

gravitacional. Com altitude estimada em 1000

km, 80% de sua massa acumulam-se nos

primeiros 5 km.

COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA

Composição média da atmosfera seca abaixo de 25 km

Gás Volume % (ar

seco)

Nitrogênio (N2) 78,08

Oxigênio (O2) 20,94

Argônio (Ar) 0,93

Bióxido de

Carbono (CO2)

0,03

Neônio (Ne) 0,0018

Hélio (He) 0,0005

Ozônio (O3) 0,00006

Hidrogênio (H) 0,00005

• VAPOR D’ÁGUA – é fornecido a atmosfera

pela evaporação das superfícies líquidas, dos

solos e dos tecidos vivos (evapotranspiração)

E também por meio da combustão. A

quantidade de vapor d’água na atmosfera

varia de quase zero nos desertos e regiões

polares, até um máximo de 4% em volume

nas latitudes tropicais (quentes e úmidas). O

teor de vapor d’água na atmosfera está

estreitamente relacionado com a temperatura

do ar e com a disponibilidade de água na

superfície terrestre.

•AEROSSÓIS – são partículas depoeira, em suspensão naatmosfera, tais como poeirasvulcânicas, poeiras dosdesertos, fumaça, fuligem industrial, salmarinho etc.

- muitas partículas absorvem água econstituem os núcleos higroscópicos emtorno dos quais ocorre a condensação dovapor d’água.

- são responsáveis pela variação de cores nonascer e pôr-do-sol.

- interceptam parte da radiação solar

Terra no Sistema Solar

RADIAÇÃO SOLAR

• O sol fornece 99,97% da energia que é utilizada para

vários fins no sistema terra-atmosfera. Na natureza a

transferência de calor ocorre por três processos:

• Condução- o calor é transferido de uma molécula para

outra, sendo mais importante no solo.

• Convecção- ocorre movimentação de uma massa fluida

(ar, água) por diferença de densidade. Esse movimento pode ser

vertical ou horizontal. O movimento vertical ocorre devido as

diferenças de pressão

• Radiação- é a transferência de calor (energia radiante) de um

objeto para outro sem haver necessidade de um meio físico de

conexão, ocorrendo principalmente através de ondas

eletromagnéticas.

RADIAÇÃO SOLAR

• O sol emite radiação praticamente em

todos os comprimentos de

onda, embora 99% esteja entre 0,2 e 4

micra.

• IV > 0,74 micra- 45%

• UV < 0,36 micra- 9%

• Luz ou radiação visível entre 0,36 e

0,74 micra- 46%

Espectro eletromagnético

Balanço de Radiação

Radiação Atmosférica

• Embora a atmosfera seja muito transparenteà radiação solar incidente, somente em tornode 25% penetra diretamente na superfície daTerra sem nenhuma interferência daatmosfera, constituindo a insolação direta. Orestante é ou refletido de volta para o espaçoou absorvido ou espalhado em volta atéatingir a superfície da Terra ou retornar aoespaço. O que determina se a radiação seráabsorvida, espalhada ou refletida de volta éem grande parte, o comprimento de onda daenergia que está sendo transportada, assimcomo do tamanho e natureza do material queintervém.

ESPALHAMENTO

Embora a radiação solar incida em linhareta, os gases e aerossóis podem causar seuespalhamento, dispersando-a em todas asdireções - para cima, para baixo e para oslados. A reflexão é um caso particular deespalhamento. A insolação difusa éconstituída de radiação solar que éespalhada ou refletida de volta para a Terra.Esta insolação difusa é responsável pelaclaridade do céu durante o dia e pelailuminação de áreas que não recebemiluminação direta do sol.

REFLEXÃOAproximadamente 30% da energia solar é refletida

de volta para o espaço. Neste número está incluída aquantidade que é retroespalhada. A reflexão ocorrena interface entre dois meios diferentes, quandoparte da radiação que atinge esta interface é enviadade volta. Conforme já mencionamos, a fração daradiação incidente que é refletida por uma superfícieé o seu albedo. Portanto, o albedo da Terra como umtodo (albedo planetário) é 30%. O albedo varia noespaço e no tempo, dependendo da natureza dasuperfície e da altura do Sol. Dentro daatmosfera, os topos das nuvens são os maisimportantes refletores. O albedo dos topos denuvens depende de sua espessura, variando demenos de 40% para nuvens finas (menos de 50m) a80% para nuvens espessas (mais de 5000m).

ABSORÇÃO

O espalhamento e a reflexão

simplesmente mudam a direção da radiação.

Contudo, através da absorção, a radiação é

convertida em calor. Quando uma molécula

de gás absorve radiação esta energia é

transformada em movimento molecular

interno, detectável como aumento de

temperatura. Portanto, são os gases que são

bons absorvedores da radiação disponível

que tem papel preponderante no

aquecimento da atmosfera.

Radiação Terrestre

• Aproximadamente 51% da energia solar que chega ao topo daatmosfera atinge a superfície da Terra. A maior parte destaenergia é reirradiada para a atmosfera. Como a Terra tem umatemperatura superficial bem menor que a do Sol, a radiaçãoterrestre tem comprimentos de onda maiores que a radiaçãosolar, situados no intervalo infravermelho, entre 1 e 30 micra. Aatmosfera é um absorvedor eficiente de radiação nessa faixa. Ovapor d'água e o dióxido de carbono são os principais gasesabsorvedores neste intervalo. Como a atmosfera é bastantetransparente à radiação solar (ondas curtas) e mais absorventepara radiação terrestre (ondas longas), a Terra é a maior fontede calor para a atmosfera. A atmosfera, portanto, é aquecida apartir da superfície, o que é evidente no perfil vertical médio detemperatura na troposfera, que mostra um decréscimo(~6,5°C/km) de temperatura com a altitude.

BALANÇO GLOBAL DE CALOR

Existe um balanço quase perfeito

entre a quantidade de radiação solar

incidente e a quantidade de radiação

terrestre (sistema terra-atmosfera)

retornada para o espaço; caso

contrário, o sistema Terra-atmosfera

estaria progressivamente se aquecendo

ou resfriando.

• ALBEDO- É A RELAÇÃO ENTRE O TOTAL DE ENERGIA

REFLETIDA E O TOTAL DA ENERGIA QUE INCIDE SOBRE

UMA SUPERFÍCIE.

– SUPERFÍCIE ALBEDO %

– Solo negro e seco 14

– Solo negro e úmido 8

– Solo nu 7-20

– Areia 15-25

– Florestas 3-10

– Campos naturais 3-15

– Campos de cultivo secos 20-25

– Gramados 15-30

– Neve recém-caída 80

– Neve caída há dias ou semanas 50-70

– Água, altitude solar > 40° 2-4

– Água, altitude solar 5-30° 6-40

– Cidades 14-18