ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA TERRESTRE...
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ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DA
ATMOSFERA TERRESTRE
P R O F . D R .
F R E D E R I C O M . C . V I E I R A
A C 3 3 F
AGROCLIMATOLOGIA
Que horas são? Onde fica?
R: Islândia, 22 horas (foto anterior) e meia-noite (esta foto)
Que horas são? Onde fica?
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Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos
Estrutura verticalda atmosfera
Atmosfera TerrestreEstrutura vertical - introdução
Conceito: envelope gasoso que envolve o planeta, fundamental para a vida terrestre
Função: sede dos fenômenos meteorológi-cos e determinante da radiação solar
Números: 800 – 1000 km de altura, ligada a Terra pela força da gravidade
A atmosfera terrestre:
• Balanço de radiação na Terra
• Retém parte das ondas de calor
• Atenuação da radiação solar
• Aerossóis (núcleos de condensação)
Importância física
• Suprir matéria para fotossíntese (CO2)
• Transpiração das plantas e animais
• Supre deficiências ou absorve excessos
• Limpeza e dispersão de partículas
Importância biológica
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Característica estrutural da atmosfera terrestre:
Espessa no equador
Achatada nos polos
Achatada nos polos
Característica estrutural da atmosfera terrestre:
Sessão Curiosidade: um ‘pulinho’ da estratosfera...
• Felix Baumgartner, 43 anos;
• Pulou da estratosfera (+ de 39 km)
• Velocidade: 1.342,8 km/h
• 4 min e 19 s em queda livre
• Livro dos Recordes
Austríaco sky diver
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Efeitos da atmosfera sobre o balanço de energia radiante:
Radiação infravermelha (ondas longas –gera calor) emitida para o espaço
Ao atravessar a atmosfera, a radiação solar interage com seus constituintes, resultando em modificações na quantidade, na qualidade e na direção dos raios
solares, devido aos processos de absorção e difusão da radiação solar
Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos
Composição básicada atmosfera
Composição de gases da atmosfera terrestre:
GASES (%)Nitrogênio (N2) 78,08
Oxigênio (O2) 20,95
Argônio (Ar) 0,934
Gás Carbônico (CO2) 0,033
• Neônio, criptônio, hidrogênio, hélio (gases raros)
• Pó, cinzas vulcânicas, fumaça, matéria orgânica
• Aerossóis (matéria em suspensão, exceto água e gelo)
• Dióxido de enxofre (SO2), monóxido de carbono (CO) e ozônio (03)
Outros componentes
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A camada de ozônio
Fonte de gases de efeito estufa:
Gás
Fontes de emissãoConcentração
(ppm) Tempo de residência na
atmosfera(anos)
Poder de aquecimento
Natural Antropogênica 1750 Atual
CO2
‐ Respiração‐ Decomposição
de material orgânico
‐ Queima de combustíveis fósseis
‐ Queima de biomassa
280 370 50 – 200 1
CH4
‐ Matéria orgânica em decomposição
‐ Fermentação entérica
‐ Dejetos animais
700 1800 12 – 17 21
N2O ‐ Oceanos‐ Solos
‐ Fertilizantes‐ Conversão
catalítica (carros)
275 310 120 310
CFC’s
‐ Propelentes, solventes, refrigeração, espumas
0Ordem de ppt
13 ‐ 102 Acima de 10.000
Efeito Estufa
Radiação solar (visível)
Ondas longas
Ventilação
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Dados gerais do planeta Terra
Formato: geóide (elipsóide)
Velocidade de rotação: 1.670 km/h
Raio médio: 6.371 km
Duração do dia: 23 h 56 min 4 s
Duração do ano: 365 d, 6 horas, 9 min 10 s
Inclinação da Terra: 23,5°
Temperatura média atual (2012): 14,6°C
Aumento anual de temperatura: 0,8°C
Sessão Curiosidade: céu azul e vermelho...
• Azul: dispersão de Rayleigh
• Luz do sol é espalhada por moléculasna atmosfera (muito pequenas)
• Estas moléculas espalham mais ocomprimento de onda correspondenteao azul (muito curto)
• Intensidade de espalhamento inv.proporcional à 4ª potência do compr.de onda
• Vermelho: ângulo rasante da luz do solatravessa camada de poeira
Céu azul e vermelho
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Atmosfera TerrestreRevisão da aula de hoje
Envelope gasoso que envolve a Terra, possui efeito atenuante dos raios UV;
A estrutura vertical da atmosfera é divida em troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera;
Dentre a composição básica da atmosfera (maior parte N2 e O2), o ozônio e o CO2possui importância destacada atualmente nas discussões ambientais.
Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos
Circulação geral eventos predominantes
Atmosfera TerrestreForças primárias e massas de ar
Aceleração da gravidade: responsável principal pela pressão atmosférica
Flutuação térmica: contribui para variação da pressão atmosférica
Gradiente horizontal de pressão: responsável pela movimentação de uma região para outra
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Atmosfera TerrestreForças secundárias e massas de ar
Atrito: responsável pela desaceleração do movimento, resultante da rugosidade da superfície;
Força de Coriolis: responsável pela mudança de direção do movimento devido à rotação da Terra...
Na macroescala, modelo teórico da circulação geral:
Ventos de Leste
Ventos de Leste
Alísios de NE
Ventos de Oeste
Alísios de SE
Ventos do Oeste
Atmosfera TerrestreZonas de Convergências
ZCIT: corresponde à região chuvosa equatorial e nela ocorre rica e variada biodiversidade, principalmente vegetal;
ZCET: encontro do ar frio e seco dos Póloscom o ar quente e úmido dos trópicos, formando as frentes polares com elevada precipitação, o que define a região como úmida e fria.
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Atmosfera TerrestreCiclones e Anticiclones
Ciclones: possui centro de baixa pressão, cujo movimento da massa de ar é dirigida ao centro;
Furacões e tornados: ciclones em grandes proporções;
Sentido de circulação: horário no hemisfério sul e anti-horário no hemisfério norte.
Ciclones:
Hemisfério Norte Hemisfério Sul
Furação Isabel, EUA (2003) Furação Catarina, Brasil (2004)
Ciclones:
Hemisfério Norte
Furação Katrina, EUA (2005)
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Atmosfera TerrestreCiclones e Anticiclones
Anticiclones: possui centro de alta pressão, cujo movimento da massa de ar é dirigida à periferia, com ventos divergentes;
Condição do tempo: céu limpo e condições meteorológicas amenas;
Sentido de circulação: horário no hemisfério norte e anti-horário no hemisfério sul.
Anticiclones:
Hemisfério Norte Hemisfério Sul
Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos
Massas de ar efrentes
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Atmosfera TerrestreMassas de ar
Conceitos: são grandes volumes de ar quedeslocam lentamente ou estacionam emuma região
Efeitos: as regiões adquirem as caracterís-ticas térmicas e de umidade, afetando o tem-po nas escalas macro, meso e micro
Massas de ar que atuam na Am. do Sul
mEcE
cT
mT
mP
Equatorial marítima (quente e úmida)Equatorial
continental (quente e úmida)
Tropical marítima (amena e condicionadora de estabilidade e pouca precipitação)
Tropical continental (quente e seca)
Polar marítima (fria e seca)
Distribuição das massas de ar que atuam no Brasil e sua relação com as chuvas mensais
mT
mT
cT
cE
mE mE
cE
cT
mT
mT
cE
mE
mT
mTcE
mT
mT
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Atmosfera TerrestreFrentes de ar
Conceito: zona de transição devido à transposição da massa mais fria (mais densa) pela massa mais quente (menos densa)
Frente fria: quando a massa de ar frio avança em direção à massa de ar quente
Frente quente: massa de ar quente avança na massa de ar fria
Frentes:
Frente fria Frente quente
Chuvas: a frente fria provoca a ocorrência de chuvas intensasdurante a passagem do sistema frontal e queda na temperatura. Afrente quente promove chuvas amenas antes da passagem do sistemafrontal e logo após aumento da temperatura
Frentes oclusas e estacionárias: nesses dois últimos casos, aschuvas são intensas e por períodos prolongados. A frente oclusa ocorrequando as frentes frias e quentes se alternam sucessivamente,formando chuvas leves e contínuas por vários dias no mesmo local.
Frente Fria Frente Oclusa
Fria QuenteFria Quente
Quente
Fria
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Frentes oclusas e estacionárias: na frente estacionária, não hápredomínio de avanço de uma massa em direção à outra, fazendo comque o sistema fique estacionário sobre uma região, provocando chuvascontínuas. Normalmente, o resultado desta frente são enchentes emuma região.
Frente Estacionária
Frente Quente
Quente
Quente
Fria
Fria
Fria Fria
QuenteQuente
Observe a FF no continente e a FQ no oceano
Neste detalhe vemos as chuvas provocadas por esse sistema frontal
Frente fria e quente na região Sul do Brasil
Atmosfera terrestre e movimentos atmosféricos
El Niño e La Niña
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Atmosfera TerrestreEl Niño e La Niña
El Niño Oscilação Sul (ENOS): provoca alterações no padrão de circulação geral da atmosfera
No oceano: aquecimento anômalo das águas do Pacífico Tropical, afetando os regimes de chuva em regiões tropicais e de latitudes médias
Ventos: os ventos de superfície mudam de sentido, ficando de oeste para leste, em alguns casos
Condições Normais: Descrição Geral
• Águas superficiais mais friasna costa oeste da Am. do Sul;
• Mais aquecidas na Austrália eIndonésia;
• Ventos alísios de leste paraoeste;
• Desnível do Oceano entre aAustrália e Am. do Sul;
• Afloramento de águas friaspróximo à América do Sul;
• Chuvas na Austrália e poucachuva na costa da Am. do Sul.
El Niño: Descrição Geral
• Águas superficiais mais quentesna costa oeste da Am. do Sul;
• Redução da temperatura daságuas da costa da Austrália;
• Enfraquecimento dos ventosalísios de leste para oeste (baixapressão na Am. do Sul);
• Redução do afloramento deáguas frias próximo à Américado Sul, menos peixes;
• Diminuição das chuvas naAustrália e chuva torrencial nacosta da Am. do Sul.
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La Niña: Descrição Geral
• Águas superficiais mais frias doque o normal na Am. do Sul;
• Aumento da temperatura daságuas da costa da Austrália;
• Fortalecimento dos ventos alísiosde leste para oeste (baixa pressãona Austrália);
• Aumento anormal do afloramentode águas frias próximo à Américado Sul;
• Aumento das chuvas na Austráliae seca na costa da Am. do Sul.
Atmosfera TerrestreEl Niño – Efeitos no Brasil
Região Norte: diminuição da precipitação e das secas;
Região Nordeste: seca severa;
Região Centro-oeste: sem evidências de efeitos nas chuvas;
Região Sudeste: moderado aumento das temperaturas médias;
Região Sul: precipitações abundantes da primavera e inverno. Aumento da temperatura média;
Atmosfera TerrestreLa Niña – Efeitos no Brasil
Região Norte: aumento das precipitações
Região Nordeste: aumento das precipitações;
Região Centro-oeste: área com baixa previsibilidade;
Região Sudeste: área com baixa previsibilidade;
Região Sul: secas severas;
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El Niño de dezembro a fevereiro:
El Niño de junho a agosto:
La Niña de dezembro a fevereiro:
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La Niña de junho a agosto: