Resumo-CA

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• Troposfera: 
A temperatura diminui com o aumento da altitude. 
A diminuição da temperatura ocorre devido à redução da absorção de radiação solar. 
A superfície da Terra recebe mais radiação solar do que a atmosfera. 
• Estratosfera: 
A temperatura inicialmente aumenta com a altitude. 
O aumento da temperatura ocorre devido à presença da camada de ozônio. 
O ozônio absorve uma quantidade significativa de radiação ultravioleta (UV) do sol. 
• Mesosfera: 
A temperatura diminui significativamente com o aumento da altitude. 
A diminuição da temperatura é principalmente devido à baixa densidade do gás. 
Menor quantidade de moléculas de gás resulta em menor transferência de calor. 
Pouca ou nenhuma radiação solar está presente nessa camada. 
• Termosfera: 
É a região acima da mesopausa, caracterizada por altas temperaturas como resultado da 
absorção da radiação de onda curta pelo N2 e O2 
A temperatura aumenta com a altitude. 
A temperatura é uma medida da energia cinética das partículas de gás. 
Altas temperaturas são resultado da intensa absorção de radiação solar. 
O aumento da temperatura não corresponde à sensação de calor em objetos. 
Aeroluminescência ou quimiluminescência 
Aurora Boreal 
VENTO SOLAR 
• Exosfera 
Zona de transição com o espaço interplanetário. Extremamente rarefeita, composta por 50% 
de hidrogênio e 50% de hélio. 
As suas temperaturas são em torno de 1000 ⁰C, devido à grande presença de plasma (um dos 
estados físicos da matéria, similar ao gás, no qual certa porção das partículas é ionizada) 
• Em geral: 
A temperatura, altitude e pressão variam em diferentes camadas atmosféricas. 
A troposfera apresenta uma diminuição da temperatura com a altitude. 
A estratosfera mostra um aumento inicial da temperatura devido à absorção de ozônio. 
A mesosfera apresenta uma diminuição significativa da temperatura. 
A termosfera demonstra um aumento da temperatura associado à absorção de radiação solar. 
 
• Tempestades geomagnéticas: 
As tempestades geomagnéticas na termosfera causam aquecimento e expansão da 
região 
• Elas perturbam a ionosfera, afetando a propagação de sinais de rádio e sistemas de 
comunicação. 
• Ocorre um aumento nas concentrações de íons e radicais livres, que podem reagir com 
outros componentes atmosféricos e afetar a química global da região. 
• Também provocam alterações químicas na atmosfera superior e podem resultar em 
brilho atmosférico, como as auroras polares. 
• Os efeitos variam de acordo com a intensidade da tempestade e outros fatores. A 
pesquisa continua para melhorar a compreensão e a previsão desses eventos. 
 
Composição química da Atmosfera 
• Lei da conservação de Massa 
O principio físico fundamental que modula a química da atmosfera é a Conservação de Massa. 
Razão de Acúmulo = Massa que entra – Massa que sai + emissão – remoção 
 
• A camada limite planetária (CLP) recebe substâncias da superfície terrestre. 
• A CLP mistura e transporta essas substâncias para a atmosfera livre. 
• O transporte é intensificado pela presença de sistemas de nuvens convectivas, 
facilitando a transição de gases traço das fontes de emissão para a troposfera remota. 
• O aumento nas emissões e nas concentrações atmosféricas do metano (CH4), do 
monóxido de carbono (CO) e dos nitrogenados (NOx), são de especial importância, pois 
estes levam a uma alteração nas concentrações de O3 e do radical hidroxila (OH•) ; 
• A troposfera contém cerca de 10% do ozônio, com concentrações de 15 a 30 ppb 
próximo à superfície. 
• A absorção da radiação UV pelo ozônio é fundamental para a formação de OH•, que 
ocorre através da dissociação fotoquímica do ozônio e reação com o vapor de água. 
• A fotólise do O3 na troposfera leva a formação do radical hidroxila (OH•) 
• As reações com o OH• determinam o tempo de vida de várias espécies químicas 
importantes na atmosfera; 
PROCESSO DE FORMAÇÃO DO OZÔNIO EM ATMOSFERA LIMPA 
A produção de O3 na troposfera ocorre a partir da fotólise do NO2, dada por: 
 
ESTADO FOTO-ESTACIONÁRIO Produz um ciclo nulo onde o ozônio é formado e destruído. 
 
Também é possível a formação do ozônio troposférico a partir da oxidação do carbono. 
 
COV’s 
• COV (Compostos Orgânicos Voláteis) são uma classe de compostos químicos diferentes 
de outros poluentes atmosféricos. 
• Existem muitas espécies orgânicas na atmosfera que podem estar na forma de vapor 
ou partículas devido às suas pressões de vapor. 
• Os COV são classificados como leves (até cinco carbonos) e pesados, e englobam não 
apenas hidrocarbonetos, mas também outras funções orgânicas, como aldeídos, 
cetonas, álcoois, éteres, aminas, PCBs e polivinilclorados. 
• O termo COV às vezes é estendido para compostos semivoláteis e pode incluir 
compostos que contêm oxigênio, nitrogênio e cloro. 
• O termo HC menos metano (HCNM) também é usado para se referir a essa classe de 
compostos. 
• Os COV (exceto o metano) são encontrados na troposfera em concentrações que 
variam de partes por bilhão (ppbv) a partes por trilhão (pptv). Esses compostos são em 
grande parte provenientes da exaustão de veículos, queima de combustíveis fósseis, 
armazenamento e distribuição de petróleo, uso de solventes e outros processos 
industriais. 
• HIDROCARBONETOS; 
QUÍMICA DO OZÔNIO TROPOSFÉRICO EM ÁREAS URBANAS 
 
 
Mecanismo de produção do OH* = FOTÓLISE DO O3; FOTÓLISE DO ÁCIDO NITROSO (HONO); 
REAÇÕES DO HO2 COM NO 
 
A química do ozônio na estratosfera 
 
• A região atmosférica onde estão localizadas, preferencialmente as moléculas de 
ozônio, é a estratosfera 
• aumentar com a altitude, porque ao absorver a radiação ultravioleta, o ozônio libera 
energia na forma de calor 
• raios ultravioletas são divididos em UVC, UVA e UVB. UVB é lesivo a pele humana, 
podendo causar efeitos mutantes e cancerígenos. UVA induzem a pigmentação da pele 
promovendo o bronzeamento por meio do escurecimento da melanina e UVC são 
responsáveis por queimar, manchar e descamar a pele 
• camada de ozônio absorve cerca de 99% das radiações UVA e UVB vindas do Sol 
Modelo de Chapman 
considera-se uma atmosfera composta exclusivamente por oxigênio, apenas pode se 
considerar o nitrogênio molecular (N2), como quimicamente inativo, sendo incluído nas 
reações como um terceiro corpo 
A estratosfera contém um maior número de moléculas de O2. Assim, essas moléculas em 
colisão com átomos de oxigênio resultam na produção de ozônio segundo a equação : 
 
 
 
 
 
 
• O albedo de uma superfície é a relação da energia refletida sobre a incidente, e 
expressa a fração de radiação visível refletida pela superfície, ou seja, a capacidade das 
superfícies refletirem a radiação incidente sobre elas 
• As superfícies claras, como a neve, refletem a maior parte da energia solar incidente 
devido ao seu alto albedo, resultando em baixo aquecimento. Por outro lado, as 
superfícies escuras têm um albedo baixo, absorvendo mais radiação solar e, 
consequentemente, aquecendo mais. As florestas possuem um albedo baixo devido à 
sua cor escura e superfície irregular. 
• As nuvens são as únicas que refletem, difundem e absorvem a radiação 
eletromagnética 
Leis de Radiação e Efeito Estufa 
• Condução: ocorre dentro de substâncias ou entre substâncias em contato direto. 
Sólidos conduzem melhor que líquidos e gases. 
• Convecção: envolve o movimento de massa de ar devido a diferenças de densidade. O 
ar quente se eleva devido à sua menor densidade em relação ao ar frio. 
• Radiação: transferência de energia entre corpos sem a necessidade de um meio de 
conexão. É o principal processo de troca de energia entre a Terra e o Sol. 
 
• Um modelo foi proposto considerando um corpo ideal chamado de corpo negro, que 
absorve toda a radiação incidente e não a reflete. Esse modelo é conhecido como 
Radiação do Corpo Negro. 
• Nenhum corpo real absorve toda a radiação que incide sobre ele, ou seja, o corpo 
negro é um corpohipotético 
• O Sol e a Terra irradiam, aproximadamente, como um corpo negro 
• Um corpo negro é um absorvedor e emissor perfeito de radiação, independente de sua 
constituição e forma. 
• Sua radiação é isotrópica, possui uma intensidade máxima de emissão em um 
comprimento de onda específico, que varia com a temperatura, e diminui para 
comprimentos de onda muito pequenos e muito grandes. 
 
• A atmosfera emite radiação infravermelha em direção ao espaço e à superfície da 
terra: Efeito Estufa 
• O Efeito Estufa ocorre quando gases estufa presentes na atmosfera absorvem a 
radiação infravermelha emitida pela superfície terrestre, impedindo parte do calor de 
escapar para o espaço e irradiando-o de volta para a superfície. 
• O Efeito Estufa é vital para manter o planeta aquecido e é fundamental para a 
existência da vida como a conhecemos, garantindo condições favoráveis para a 
manutenção da vida na Terra. 
• Principais gases do efeito estufa: vapor de agua, CO2, metano, óxido nitroso (N2O), O3, 
os vários clorofluorcarbonetos e diversos outros, presentes em pequenas quantidades 
• Efeito estufa tem mais retentores de radiação térmica próxima a superfície, 
considerando que em grandes altitudes a atmosfera é mais rarefeira 
• A atmosfera é transparente à radiação visível (300-800 nm) e à radiação infravermelha 
(8000-12000 nm), exceto na região chamada de Janela Atmosférica. 
• A Janela Atmosférica permite que parte da radiação emitida pela Terra escape para o 
espaço. 
• O Efeito Estufa ocorre devido à transparência da atmosfera à radiação solar e 
opacidade à radiação terrestre, resultando na entrada de radiação solar e bloqueio da 
radiação emitida pela superfície. 
TERMODINÂMICA DA ATMOSFERA 
Estuda os fenômenos atmosféricos sob o ponto de vista da transformação de energia 
 
Primeira Lei da Termodinâmica  trata da conservação da energia. 
A energia interna de um sistema isolado é constante DU = q + w, sendo q o calor 
trocado pelo sistema e w o trabalho realizado 
 
 
 
 
 
 
UMIDADE 
A umidade atmosférica absorve ou reflete aproximadamente metade da radiação de 
ondas curtas durante o dia e ajuda a reter radiação de onda longa 
Umidade Absoluta 
 
Umidade Específica 
 
Razão de Mistura 
 
Umidade Relativa 
 
Pressão de Vapor de Água 
 
 
Quanto mais quente uma massa de ar, maior é a quantidade de vapor de água que ela pode 
reter devido ao aumento da capacidade de vapor de água do ar. Isso ocorre porque o aumento 
da temperatura aumenta a energia cinética das moléculas de água, permitindo que elas se 
movam mais rapidamente e sejam mais propensas a evaporar. Assim, com uma temperatura 
mais alta, as moléculas de água têm maior probabilidade de escapar da fase líquida e entrar na 
fase gasosa, resultando em uma maior capacidade de retenção de vapor de água pelo ar. 
 
2. A partir das seguintes informações: 
 • Temperatura do termômetro seco = 28,5 °C 
• Temperatura do termômetro úmido = 21,2 °C 
• Psicrômetro não ventilado, coeficiente psicrométrico igual a 0,0008 °C¯¹ 
• Pressão atmosférica = 1004,0 hPa 
Calcular: 
 
a) Umidade relativa (UR%)
 
 
UR = e/es * 100% 
 b) razão de mistura 
c) Temperatura do ponto de orvalho (Td) e a Temperatura Virtual (Tv). 
 
3. Se a 0°C, a densidade do ar seco é 1,275 kg m¯³ e a densidade do vapor de água é 
4,770x10¯³ kg m¯³ , qual é a pressão total exercido por uma mistura de ar seco e vapor 
d'água a 0°C? 
 
De acordo com a lei das pressões parciais de Dalton, a pressão total exercida pela mistura de ar 
seco e vapor de água é igual à soma das suas pressões parciais. A pressão parcial exercida pelo 
ar seco é obtida a partir da equação 
 
onde Pd é a densidade do ar seco (1.275 kg/m³ a 273 K), Rd é a constante dos gases para 1 kg 
de ar seco (287.0 J/(K·kg)), e T é 273.2 K. Portanto, 
 
Da mesma forma, a pressão parcial exercida pelo vapor de água é obtida a partir de 
 
Onde Pv é a densidade do vapor de água (4.770 x 10^-3 kg/m³ a 273 K), Rv é a constante dos 
gases para 1 kg de vapor de água (461.5 J/(K·kg)), e T é 273.2 K. Portanto, 
 
Portanto, a pressão total exercida pela mistura de ar seco e vapor de água é de 999,7 + 6,014 
hPa, ou aproximadamente 1006 hPa.