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Atmosfera [METEOROLOGIA]


 Ecologia

Vista do espaço, a Terra aparece como uma esfera de coloração azul brilhante. Esse efeito cromático é produzido pela dispersão da luz solar sobre a atmosfera.
A atmosfera é uma fina camada de gás que envolve o globo terrestre. Outros planetas do sistema solar também possuem atmosfera, mas a da Terra apresenta uma notável peculiaridade: a composição de seus gases e sua estrutura vertical reúnem as condições necessárias para o desenvolvimento da vida no planeta. Além disso, a atmosfera terrestre é fundamental para toda uma série de fenômenos que se processam na superfície do planeta, como os ventos e os deslocamentos de massas de ar, as precipitações meteorológicas e as mudanças do clima.


Composição da atmosfera. O ar, mistura gasosa que constitui a atmosfera, compõe-se principalmente de oxigênio e nitrogênio. Este representa 78% do volume atmosférico total e mantém uma estrutura diatômica até 200km de altitude. O nitrogênio, que atua como suporte dos demais componentes da atmosfera, tem grande importância para os seres vivos, pois, ao ser fixado nos solos pela ação de diversas bactérias e outros microrganismos, é absorvido pelas plantas, na forma de proteínas vegetais.
O oxigênio, que ocupa cerca de 21% do volume da atmosfera, apresenta diversas estruturas atômicas, conforme a altitude, e é responsável pelos processos respiratórios dos seres vivos. Outros componentes da atmosfera são o argônio, o dióxido de carbono, indispensável à fotossíntese, e, em quantidades ínfimas, hidrogênio e gases como neônio, xenônio, hélio, criptônio e radônio.
A concentração de vapor d"água na atmosfera varia muito em função das condições climáticas das diferentes regiões do globo, embora, de forma geral, os níveis de evaporação e precipitação sejam compensados, até chegar a um equilíbrio em todo o planeta. O vapor d"água em suspensão no ar encontra-se principalmente nas camadas baixas da atmosfera (75% abaixo de quatro mil metros de altura) e exerce o importante papel de regulador da ação do Sol sobre a superfície terrestre.


Estrutura vertical da atmosfera. Supõe-se que a atmosfera tenha cerca de mil quilômetros de espessura, com 99% de sua densidade concentrada na camada inferior, até vinte quilômetros de altitude. Acima desse nível, o ar se torna rarefeito e perde a homogeneidade de sua composição, de modo que na exosfera, zona limítrofe ao espaço interplanetário, moléculas isoladas de gás escapam à ação do campo gravitacional terrestre.
O estudo da evolução térmica segundo a altitude revelou a existência de diversas camadas atmosféricas superpostas, caracterizadas por comportamentos distintos.


Troposfera. A parte inferior da atmosfera chama-se troposfera e responde por oitenta por cento do peso atmosférico. Apresenta uma espessura média de 12km, atingindo 16km nos trópicos e reduzindo-se para sete quilômetros nos pólos. Sua principal característica é a redução na temperatura do ar à razão de 0,55o C por cem metros de altitude, embora ocorram casos isolados de inversão térmica, quando a temperatura sobe com o aumento da altitude.
A troposfera é agitada sem cessar por movimentos verticais e horizontais, que causam condensação, formação de nuvens e precipitação. Todos os processos meteorológicos se desenvolvem na troposfera. A parte inferior dessa camada, até três mil metros de altura, denomina-se biosfera e está submetida à ação dos ventos e da troca de massas de ar com a chamada camada livre, situada no nível imediatamente superior e na qual os ventos são mais fortes e constantes.
Na troposfera, a pressão atmosférica também decresce quando a altitude aumenta. Ao nível do mar, a pressão média é de 1.103 milibares; nas primeiras centenas de metros acima desse nível, a pressão cai à razão de um milibar a cada oito metros. À medida que se ascende nessa camada, aumenta o número de metros necessários para provocar a mesma queda de pressão, conforme a redução progressiva da densidade do ar. Acima da troposfera, há uma camada de transição, a tropopausa, onde a temperatura torna-se constante.


Estratosfera. A segunda camada da atmosfera, chamada estratosfera, situa-se entre 12 e 50km de altitude. Apresenta pequena concentração de vapor d"água e temperatura constante até a região limítrofe, denominada estratopausa, quando começa a subir. Na sua parte inferior, flui uma corrente de ar em jato, conhecida como jet stream, que exerce considerável influência na meteorologia das zonas temperadas. Na estratosfera, entre trinta e cinqüenta quilômetros, encontra-se a ozonosfera, na qual moléculas de ozônio absorvem a radiação ultravioleta proveniente do Sol, impedindo seus efeitos prejudiciais sobre os seres vivos. Nessa camada, o ar começa a aquecer-se em conseqüência das reações fotoquímicas que ocorrem entre o ozônio e os raios ultravioleta, de maneira que, aos cinqüenta quilômetros de altitude, a temperatura aumenta até atingir cerca de 10o C positivos.


Mesosfera. Após a estratopausa, surge uma nova camada, a mesosfera, que se caracteriza por uma rápida queda na temperatura até noventa quilômetros de altura, nível no qual os gases atmosféricos caem a -90o C.
Ionosfera. Acima da mesosfera, separada pela mesopausa (nova camada de transição), começa a ionosfera, também conhecida como termosfera ou quimiosfera, que alcança, aproximadamente, 500km de altitude. Nessa camada, átomos isolados de oxigênio e nitrogênio entram em reação, ao absorver as radiações solares de onda curta (raios X e raios gama), e dissociam-se em íons, os quais, por sua vez, absorvem parte das radiações ultravioleta. As forças eletromagnéticas aí atuantes determinam o comportamento das partículas atômicas da ionosfera, cujo limite inferior localiza-se na zona extrema do campo gravitacional terrestre, razão por que sua camada influi de maneira significativa na propagação de ondas eletromagnéticas.


Exosfera. Entre 500 e mais de 1.000km de altura estende-se a exosfera. É nessa região que se produzem as auroras polares e onde ocorre o intercâmbio entre as moléculas de gases atmosféricos e os micrometeoritos provenientes do espaço exterior.

A última camada, de limite impreciso, denomina-se magnetosfera, definida em função da influência do campo magnético terrestre sobre as partículas eletrizadas que rodeiam o planeta, até uma distância de 95.000km.


Atmosfera e superfície terrestre. A atmosfera e, sobretudo, a troposfera atuam como fatores reguladores da temperatura e umidade da superfície terrestre. As camadas superiores da atmosfera refletem para o exterior quarenta por cento da radiação solar; 17% são absorvidos pelas camadas inferiores (o vapor d"água e o dióxido de carbono absorvem os raios infravermelhos, e o ozônio, os ultravioleta); e os 43% restantes alcançam a superfície terrestre, que, por sua vez, reflete cerca de dez por cento dessas radiações solares.
A inclinação dos raios solares em função da latitude e a quantidade de vapor d"água nas diferentes regiões do globo determinam o grau de penetração desses raios na superfície. Cerca de 33% da energia solar é absorvida pelo solo, embora seja em parte liberada durante a noite, ficando parcialmente retida na troposfera pelo vapor d"água. Dessa forma, as temperaturas da superfície são reguladas de maneira que não sofram variações bruscas, exceto nas zonas onde a espessura da troposfera é menor (cordilheiras) e onde o teor de vapor d"água é reduzido (deserto e regiões de clima continental).
Na troposfera, o ar se desloca tanto no sentido horizontal (ventos), devido a variações de temperatura e pressão, como no sentido vertical, em conseqüência da temperatura (o ar quente, de menor peso, eleva-se) ou dos acidentes do terreno.
A atmosfera constitui um complexo sistema de compensações e inter-relações de temperatura, pressão e umidade, que mantém um equilíbrio dinâmico entre os fenômenos climáticos das diferentes regiões da Terra. A ação do homem pode provocar alterações nesse equilíbrio, em decorrência do lançamento de gases tóxicos ou outras substâncias na atmosfera. Por exemplo, no fim do século XX, muitos cientistas acreditavam que a emissão de clorofluorcarbonetos estava causando a destruição da camada de ozônio, o que ameaçava a vida no planeta.