DefiniçãoCamada de gases que envolve o planeta; onde acontecem os fenômenos do tempo e do clima.
3 perguntas do cap.① de que a atmosfera é feita; ② como chegou à composição atual; ③ como as propriedades mudam ao subir rumo ao espaço.
Composição química perto da superfície › evolução histórica › estrutura em camadas (perfil vertical da temperatura).
Troposfera = camada mais baixa e a mais importante para o estudo do tempo; a estratosfera (logo acima) também merece atenção.
Ar secoSem vapor d'água; composição quase constante perto da superfície.
N₂ 78% (78,08)O₂ 21% (20,94)
Duas classes de gases
PermanentesConcentração varia pouco: N₂, O₂, argônio, neônio, hélio, hidrogênio, xenônio.
VariáveisMudam de lugar e de dia para dia: vapor d'água (H₂O) e ozônio (O₃). Concentrações muito pequenas → gases-traço.
Tab. 1.1 — Ar seco na superfície (% volume)
| Gás | % |
|---|---|
| Nitrogênio (N₂) | 78,08 |
| Oxigênio (O₂) | 20,94 |
| Argônio (Ar) | 0,93 |
| Dióxido de carbono (CO₂) | 0,03 (variável) |
| Neônio (Ne) | 0,0018 |
| Hélio (He) | 0,0005 |
| Hidrogênio (H₂) | 0,00005 |
| Ozônio (O₃) | 0,00001 (variável) |
| Kr, Xe, CH₄ | indícios |
Vapor d'águaDepende da temperatura e da água disponível → varia muito: 4% na floresta amazônica; <1% em regiões frias (Antártica).
Mudanças de fase
Condensação: vapor → líquido (gotas) › ressublimação/deposição: vapor → sólido direto (cristais de gelo).
Mudanças de fase movimentam energia: condensação e deposição LIBERAM calor; evaporação e sublimação ABSORVEM energia.
GEEVapor d'água é importante gás de efeito estufa — absorve parte da radiação emitida pela Terra.
CO₂Componente natural; ~0,03% (300 ppm), variou na história. Também gás de efeito estufa.
Outros GEE-traço:CH₄O₃N₂OCFCs
Ozônio — 2 papéis conforme a altura
| Onde | Papel |
|---|---|
| Superfície (cidades poluídas, até 100 ppb) | Poluente: irrita olhos e garganta, prejudica a vegetação |
| Camada de ozônio (20–50 km, estratosfera) | Filtra a radiação solar; barra o UV nocivo |
Aerossóis / material particulado
O que sãoPartículas sólidas e líquidas em suspensão: poeira, sal marinho, microrganismos, pólen, fumaça.
- Podem absorver ou refletir a radiação solar.
- Servem de núcleos de condensação para formar gotas de nuvem.
Primitiva: H + He (mais abundantes do universo) + metano e amônia › varridos pelo vento solar › vulcões acumulam N₂, vapor d'água, CO₂ (principais).
- Planeta esfria → vapor condensa → nuvens, chuva, rios, lagos e oceanos.
- Chuva "lava" o CO₂ (dissolve na água, fica armazenado nos oceanos) → atmosfera enriquecida por N₂ (pouco reativo).
Fotossíntese (eq. 1.1)
Reação6 H₂O + 6 CO₂ →(clorofila) 6 O₂ + C₆H₁₂O₆ — luz reduz CO₂ a glicose e libera oxigênio.
O₂ inicial consumido na oxidação do ferro dos oceanos › depois lançado na atmosfera › forma camada de ozônio › vida sai dos oceanos para os continentes.
Composição atual atingida há centenas de milhares de anos; O₂ e N₂ reciclados entre atmosfera, biosfera, hidrosfera, criosfera e litosfera.
IdeiaO perfil vertical revela estrutura em camadas.
3 critérios de divisão
① Temperatura (variação)② Composição química③ Propriedades elétricas
Antes: entender como pressão e densidade mudam com a altura.
FixaçãoAtmosfera presa ao planeta pela gravidade (peso do ar).
3 relações básicas
- Peso = massa × gravidade (1.2)
- Densidade = massa / volume (1.3)
- Pressão = força / área (1.4)
DensidadeMaior junto à superfície; cai rápido nos primeiros km, depois mais lento.
Pressão atmosféricaForça que o peso do ar exerce sobre uma área.
Unidade
hectopascal (hPa)força de 100.000 N sobre 1 m². Padrão ao nível médio do mar = 1.013,25 hPa. 1 mb = 1 hPa (milibar).
Pressão e densidade SEMPRE diminuem à medida que se sobe (menos moléculas).
ChaveA temperatura ora diminui, ora aumenta com a altura → 4 camadas (de baixo p/ cima).
| Camada | Topo | Temperatura |
|---|---|---|
| Troposfera | Tropopausa ~12 km (~16 equador, ~8 polos) | Diminui ~6,5 °C/km; convecção → nuvens, chuvas, furacões, tornados |
| Estratosfera | Estratopausa ~50 km | Isotérmica; acima de 20 km inversão (aumenta) por absorção de UV pelo O₃; estável |
| Mesosfera | Mesopausa ~80 km | Volta a diminuir; ar rarefeito (<1 hPa); ~−80 °C |
| Termosfera | ~500 km (topo → exosfera) | Aumenta (absorção de radiação solar); na exosfera moléculas escapam da gravidade |
Tropopausa não tem altura fixa: mais alta no equador (mais convecção/radiação), mais baixa nos polos.
Na troposfera concentra-se a biosfera e a maior parte dos estudos meteorológicos. A base da estratosfera (estável) é onde os aviões costumam voar.
Critério químico
| Região | Composição |
|---|---|
| Homosfera (parte baixa) | Uniforme: 78% N₂, 21% O₂ |
| Heterosfera (termosfera) | Colisões raras → separação por peso: N e O (pesados) na base; H e He (leves) no topo |
Critério elétrico
IonosferaRica em íons e elétrons livres; limite inferior ~60 km, estende-se até o topo; basicamente na termosfera.
FunçãoPapel na propagação das ondas de rádio AM.
Troposfera = camada mais importante para o tempo/clima; como fenômenos da estratosfera afetam a baixa atmosfera, essas duas são as mais estudadas.