A meteorologia ou ciência atmosférica investiga os fenômenos atmosfera terrestre e de outros planetas, com foco nos processos físicos que envolvem múltiplas escalas e na previsão do tempo.
A origem da palavra meteorologia é meteoro que significa aquilo que está elevado ou contido na atmosfera.
A pesquisa científica da atmosfera e as aplicações que dela decorrem definem o universo e a abrangência da meteorologia. Um dos principais objetivos operacionais da meteorologia é a previsão do tempo, entendida aqui como a previsão dos fenômenos atmosféricos que ocorrerão em um período futuro de até 15 dias.
Além da previsão do tempo há a determinação da tendência das flutuações climáticas, em geral referida simplesmente como tendência climática. Nesse caso, a tendência procura estabelecer as condições das flutuações climáticas do próximo ano ou da próxima estação, se a temperatura, umidade do solo, precipitação etc estará acima, abaixo ou próxima do valor esperado. Assim, a previsão do tempo é definida para diferentes escalas temporais e espaciais. Muitos dos sistemas atmosféricos apresentam uma combinação complexa de fenômenos de escalas diferentes.
Os prognósticos ou previsões dos fenômenos do tempo local, principalmente daqueles fenômenos associados ao tempo severo, como tempestades, ventanias, rajadas, pancada de chuva, granizo, etc são muito importantes para uma vasta gama de atividades humanas e para o entendimento das transformações rápidas do ambiente. Por exemplo, nas grandes cidades os fenômenos meteorológicos mais críticos acabam por definir as condições de salubridade e a qualidade ambiental a qual está sujeita a população. Entre esses fenômenos listam-se as inundações, as estiagens e a disponibilidade de água potável, as condições críticas de temperaturas extremas (ondas de calor ou canicules), em geral associadas a baixos valores de humidade relativa do ar, os eventos críticos de poluição do ar, associados à concentrações de poluentes atmosféricos acima de valores aceitáveis à saúde humana, animal e vegetal, etc. A população mundial das cidades tem hoje uma percepção crescente quanto a sua vulnerabilidade aos riscos ambientais.
A atmosfera é um dos componentes do chamado Sistema Ambiental do Planeta, do qual também participam o Oceano, a Superfície planetária em geral (solos, rochas etc) e o conjunto dos seres vivos, para definir uma sistema caracterizado por uma complexa rede de inter-relações e feedbacks (processos de retro-alimentação positiva e negativa). A Meteorologia estuda a atmosfera em sua inter-relação com as outras esferas do planeta: a biosfera, litosfera, criosfera e hidrosfera.
A camada atmosférica em que a maioria dos seres vivos da terra e do ar vivem é chamada também homeosfera, porque nela a convecção térmica e a turbulência, encontrada na troposfera homogeneizam as frações em volume dos gases atmosféricos, principalmente nitrogênio (também denominado azoto) e oxigênio.
A atmosfera terrestre é distinta de outras no sistema solar, por uma lado, pela presença de quantidades significativas de vapor de água e de oxigênio e por outro, pela ausência de equilíbrio químico entre os compostos químicos na atmosfera. muito em função das reações bioquímicas. Como exemplo, o oxigênio da atmosfera terrestre não está em equilíbrio químico com os outros materiais da superfície terrestre como ocorre em Marte. Isso se deve a presença de vida vegetal na Terra. De forma diferente em Marte praticamente todo o oxigênio disponível na atmosfera foi utilizado na oxidação dos compostos da superfície ariana, daí a cor avermelhada de sua superfície e também o que é espantoso, a ausência de formas de vida macroscópicas ou que sejam facilmente identificáveis por sensoriamento remoto.
Troposfera é a camada atmosférica se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera (0 – 7/17 km). Esta camada responde por oitenta por cento do peso atmosférico e é a única camada em que os seres vivos podem respirar normalmente. A sua espessura média é de aproximadamente 12km, atingindo até 17km nos trópicos e reduzindo-se para em torno de sete quilômetros nos pólos.
Composição
A troposfera contém uma grande variedade de gases: azoto (78%) e oxigênio (21%), sobretudo, mas também vapor de água, dióxido de carbono (CO2) e metano, entre outros. Estes gases mantêm o nosso planeta quente porque ajudam a reter o calor e radiam parte dele para a superfície da Terra. Sofre o efeito direto do aquecimento da superfície: a convencção (aquecimento do ar por contato com a superfície mais quente e elevação deste ar sob forma de correntes ascendentes que vão distribuir o calor através dos níveis inferiores da atmosfera) distribui o calor na vertical da troposfera. A temperatura diminui com a altitude: o gradiente térmico é aproximadamente de 1°C /150 m.
Divisão da atmosfera
Camadas da atmosfera, simplificadamente.
A atmosfera é dividida em camadas, isto se deve porque existe uma variação de temperatura do ar atmosférico conforme a altitude. A camada onde vivemos, é a mais baixa de todas, portanto a mais quente e mais densa, é nela onde estão concentrados 90% de todo o ar da atmosfera. Logo acima da troposfera está uma camada limítrofe, chamada de tropopausa, e sobre esta a estratosfera que vai do topo da tropopausa até 50 km de altura.
Divisão simplificada da atmosfera
A atmosfera, simplificadamente, é dividida em cinco camadas:
- Troposfera; (é onde ocorre a vida, se situa desde o nível do mar até 12 km acima dele)
- Estratosfera; (é onde os aviões super-sônicos trafegam, não ocorrem fenômenos meteorológicos)
- Mesosfera; (é onde o ozônio começa a se formar, ocorrem as auroras boreais e austrais)
- Ionosfera; (têm ions, partículas de eletricidade)
- Exosfera. (os meteoros, quando passam por aqui, incandescem.
Característica térmica da troposfera
A principal característica da troposfera, é a redução na temperatura do ar à razão de 0,65°C a cada cem metros de altitude, não levando-se em conta os efeitos da inversão térmica.
Este gráfico ilustra a distribuição das camadas da atmosfera segundo a pressão, temperatura altitude e densidade.
Os deslocamentos de ar
Os movimentos de ar na troposfera são verticais e horizontais, estes causam condensação do vapor d’água ocorrendo a formação de nuvens e a precipitação de chuvas.
Os processos meteorológicos e a pressão atmosférica
Os processos meteorológicos se desenvolvem em sua totalidade na troposfera; de sua base até aproximadamente 3 km de altitude, é denominada de biosfera, esta, é submetida à troca de massas de ar com a camada livre situada no nível imediatamente superior, onde os ventos são mais fortes e constantes; a pressão atmosférica decresce com o aumento da altitude. Ao nível do mar, a pressão gira em torno de é de 1.013 milibares, à medida que se vai subindo a pressão cai à razão de um milibar a cada oito metros até aproximadamente 1.000 metros, esta razão varia continuando-se a subida, pois, à medida que se ascende, aumenta o número de metros necessários para provocar a mesma queda de pressão. Logo acima da troposfera existe a camada de transição chamada de tropopausa.
| Termosfera – (Mesopausa) – Mesosfera – (Estratopausa) – Estratosfera – (Tropopausa) – Troposfera |
| Ver também: Ionosfera, Exosfera, Cinturão de Van Allen, Camada de ozônio, Magnetosfera. |
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