3 - A Terra no espaço, a atmosfera

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NÓS E O COSMOS
O homem ainda não conseguiu estabelecer as dimensões do universo e talvez jamais o consiga. Nele existem inúmeras galáxias, algumas tão distantes, que sua luz leva muitos milhões de anos para chegar até a Terra. 
Nesse mundo vastíssimo de galáxias, há uma especial, a nossa Via-Láctea (fig. 1), com as modestas dimensões de aproximadamente 100.000 anos-luz de comprimento por 10.000 anos-luz de espessura. Ela se constitui basicamente de mais de 150 bilhões de estrelas de diversos grupos, além da matéria inter-estelar com gases e partículas microscópicas de poeira cósmica. No meio desse turbilhão de estrelas está o nosso modesto Sol, e, girando em volta dele, com um volume 1.300.000 vezes menor, está o mais belo “grão de poeira cósmica do Universo”, o nosso delicado planeta Terra.
Para se ter uma razoável ideia das dimensões do Universo, basta ver que Andrômeda, a galáxia mais próxima da nossa, está tão distante, que sua luz leva mais de dois milhões de anos para chegar até onde estamos. Depois do Sol, a estrela mais próxima da Terra é Alfa Centauro, que está a 40 trilhões e 700 bilhões de quilômetros, o que equivale a mais ou menos 272.000 Unidades Astronômicas, isto é, 272 mil vezes a distância média da Terra ao Sol.
								A nossa Via Láctea
UM POUCO SOBRE O SOL
O Sol é a grande fonte de energia que domina o sistema solar. Sua força gravitacional (resultado da sua extraordinária massa: mais de 98% de toda a massa do sistema solar e 333.400 vezes a massa da Terra) mantém todos os planetas em órbita, e a luz e calor que produz tornam possível a existência de vida na Terra, que está a aproximadamente 150 milhões de quilômetros dele. Observações científicas indicam que o Sol possui luminosidade e tamanho médios, e que existem inúmeras estrelas maiores e mais brilhantes. 
Felizmente, o tamanho, a distancia e a quantidade de energia emanada pelo Sol são exatos para que a vida se desenvolva em nosso planeta. Os elementos que o compõem são basicamente o hidrogênio e o hélio, embora vários outros elementos, em menor quantidade, também façam parte da sua composição.
	I N F O R M A Ç Õ E S S O B R E O S O L
	Idade
	Entre 4 e 5 bilhões de anos
	Distância média da Terra
	Aproximadamente 150.000.000 km 
(1 UA - unidade astronômica)
	Período de rotação
	26,8 dias
	Diâmetro
	1.391.900 km (109 vezes o da Terra)
	Massa ( = 99% de todo o Sistema Solar)
	1,99 x 1030 kg (333.400 vezes a da Terra)
	Volume
	1.300.000 vezes o volume da Terra
	Composição
	Hidrogênio = 71% ,Helio = 26,5%  e outros = 2,5% 
	Temperatura superficial
	5.500 oC
	Temperatura interna
	15.000.000 oC
E S T R U T U R A D O S O L
Núcleo: é a região mais interna, em que se concentra a maior parte da massa solar. Possui temperaturas superiores a 15.000.000°C e pressões altíssimas, o que provoca reações termonucleares que transformam Hidrogênio em Hélio, como numa bomba H.
Zona convectiva: é formada por colunas de gases em movimento. Transporta a energia do núcleo até a superfície do Sol.
Fotosfera: Região visível, de onde provém quase toda a energia radiante que chega à Terra.
Cromosfera: Camada de coloração avermelhada, observável apenas durante os eclipses e com instrumentos especiais. Possui entre 6.000 e 15.000 km de espessura e temperaturas de até 50.000°C.
Coroa solar: É a camada mais externa, cujas dimensões dependem da intensidade da atividade solar. Suas temperaturas podem atingir 1.000.000°C.
As manchas solares são grandes manchas escuras, visíveis na fotosfera solar, decorrentes de explosões nucleares. Sob pressões muito altas e temperaturas elevadíssimas no núcleo, os átomos se desintegram, fazendo com que prótons e elétrons saiam voando a velocidades colossais em todas as direções. Isso produz o choque entre os núcleos, gerando violentas explosões nucleares, através das quais são lançados para o espaço fragmentos atômicos.
São as explosões nucleares que provocam o rompimento do invólucro solar, formando as manchas solares. A observação dessas manchas mostra que sua intensidade máxima costuma ocorrer em ciclos aproximados de 11 anos.
A TERRA NO ESPAÇO
A Terra, como sabemos, é o terceiro planeta do sistema solar. Está girando em volta de si mesma e em torno do Sol, atraída pelo seu gigantesco campo gravitacional.
Ao movimento que a Terra faz em volta do seu próprio eixo dá-se o nome de Rotação. Possui duração média de 24 horas e é responsável pelos dias e noites e, naturalmente, pelo aquecimento diurno e resfriamento noturno.
A Terra está se movimentando também em volta do Sol, numa órbita elíptica de oeste para este, que dura 365 dias e 6 horas, a uma velocidade média de 106.000 km/h. A esse movimento dá-se o nome de Translação ou Revolução. Junto com o eixo de inclinação, é o responsável pelas estações do ano.
O movimento de translação, ao longo de uma órbita elíptica, faz com que a Terra se encontre mais perto do Sol num extremo da órbita e mais afastada no extremo oposto, daí o Periélio ou Solstício de Inverno, e Afélio ou Solstício de Verão. Os outros dois extremos, no eixo menor da elipse, eqüidistantes do Sol, chamam-se Equinócios (de Outono e de Primavera).
 Eclítica terrestre: é a inclinação do eixo da Terra, isto é, o ângulo formado entre o Equador Terrestre e o plano da órbita. Esse ângulo é de 23º27’.
L a t i t u d e s t e r r e s t r e s
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Latitudes equatoriais – situam-se imediatamente em torno do Equador, na faixa da Zona de Convergência Intertropical, que divide as circulações entre os dois hemisférios, e que será estudada mais adiante.
Latitudes tropicais – situam-se entre o Trópico de Câncer, no Hemisfério Norte e o de Capricórnio, no Sul. 
Latitudes subtropicais – entre os trópicos e os paralelos de 30º de cada hemisfério.
Latitudes Temperadas – regiões entre o paralelo de 30º e os círculos polares, nas quais as estações do ano são bem definidas.
Latitudes polares – entre os círculos polares e os pólos.
A ATMOSFERA TERRESTRE
Enquanto gira em torno do seu próprio eixo e segue em volta do Sol, a Terra leva, em volta de si, uma camada invisível, chamada atmosfera.
Sem a atmosfera, o mundo seria morto e estéril. Ela constitui o meio em que vivemos e é definida como uma mistura mecânica, inodora e incolor de gases, em que cada componente possui uma função específica.
A atmosfera possui, ainda, a propriedade termo-reguladora, que consiste no controle da amplitude térmica à superfície, reduzindo a radiação solar durante o dia e evitando perdas excessivas de calor durante a noite.
COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA
Nos primeiros 100 km acima da superfície, a composição da atmosfera é praticamente invariável e constitui-se de:
nitrogênio ....... 78%
oxigênio .......... 21%
argônio ............ 0,03%
mais traços de hidrogênio, dióxido de carbono, hélio, neônio, etc.
Além de todos esses gases, ainda se pode encontrar na atmosfera o vapor d’água e as impurezas, que não fazem parte da composição real.
FUNÇÕES DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DA ATMOSFERA
Nitrogênio – atenua a ação oxidante do oxigênio, além de entrar na composição das proteínas.
 Oxigênio – o mais importante do ponto de vista biológico, pois é imprescindível da respiração dos seres. Também desempenha significativo papel como comburente.
Ozônio – encontrado em pequena proporção, é responsável pela retenção da radiação ultravioleta, que, se chegasse à Terra em sua plenitude, provocaria a morte dos organismos unicelulares (algas, bactérias e protozoários, além de danificar o material genético (DNA) das células. Por outro lado, se toda a radiação ultravioleta fosse interceptada, não existiria a formação da vitamina “D”, responsável pelo desenvolvimento ósseo.
d) Vapor d’água 
 não é componente real da atmosfera, mas utiliza-a como meio de transporte.
 Sua presença numdeterminado volume de ar pode variar de 0 a 4% desse volume.
 Diz-se que o ar está seco quando a quantidade de vapor d’água é desprezível (próximo a 0% do seu volume)
 O ar está saturado quando possui a quantidade máxima de vapor que ele pode conter, isto é, 4% do seu volume.
O vapor dágua é proveniente da evaporação da água na superfície.
 Sua maior concentração está nos níveis mais baixos da atmosfera. Acima de 30.000 pés é praticamente desprezível.
 Também está mais presente nas regiões próximas ao Equador, diminuindo com o aumento das latitudes.
 As duas principais funções do vapor d’água:
	- auxiliar da absorção da radiação infravermelha nos níveis inferiores da atmosfera, evitando o superaquecimento da superfície.
	- atuar como principal elemento formador da nebulosidade, sem a qual não se processaria o ciclo hidrológico.
e) Impurezas
Também não são componentes reais da atmosfera, mas estão presentes nela. São pequenas partículas suspensas no ar, cujas funções principais são:
Interceptar parte da radiação infravermelha e do calor, e
Constituir núcleos higroscópicos, ou núcleos de condensação, em torno dos quais o vapor d’água irá se condensar ou sublimar-se.
ESTRUTURA VERTICAL DA ATMOSFERA
A atmosfera está sob duas forças simultâneas: a de gravidade, que a atrai em direção à Terra, fazendo-a exercer um peso sobre a superfície, e a de expansão dos gases, que faz com que ela se difunda para o espaço, até se rarefazer.
As camadas da atmosfera e suas características:
a) TROPOSFERA – Camada mais baixa, na qual ocorre a maioria dos fenômenos meteorológicos. Nela estão concentrados 75% da massa total da atmosfera e praticamente todo o vapor d’água. Apresenta uma diminuição gradativa da temperatura com a altitude numa razão média de 0,65º/100m, ou 2ºC/1000 pés, que é chamada de gradiente térmico positivo ou normal. Como quase todo o vapor d´água da atmosfera está na tropopausa, e quase todos os fenômenos meteorológicos conhecidos ocorrem dentro nela, é natural que esta seja, para nós, a camada mais importante da atmosfera. Sua extensão varia com a latitude e com as estações do ano, apresentando-se mais alta durantes o verão e mais baixa durante o inverno.
Suas extensões médias:	17 a 19 km sobre o Equador
					7 a 9 km sobre os pólos
					13 a 15 km nas latitudes temperadas
b) TROPOPAUSA – Região de transição entre a Troposfera e a Estratosfera, onde cessam todos os fenômenos comuns à Troposfera. Possui de 2 a 5 km, apresentando-se mais elevada sobre o Equador, quase desaparecendo sobre os pólos, principalmente no inverno. É caracterizada pela isotermia, isto é, pouca ou nenhuma variação de temperatura.
c) ESTRATOSFERA – estende-se a partir da tropopausa até cerca de 60 a 70 km acima da superfície. É mais aquecida devido à absorção da radiação ultravioleta pelo oxigênio molecular, apresentando, portanto, gradiente térmico negativo. Essa absorção cria a Ozonosfera, camada de ozônio, que está mais concentrada entre 25 e 35 km e que funciona como filtro da radiação ultravioleta penetrante, que pode ser muito prejudicial à vida na terra.
d) IONOSFERA – Recebe também o nome de termosfera. Estende-se até cerca de 400 a 500 km acima da superfície. É ótima condutora de eletricidade, pois é ionizada devido à absorção de raios penetrantes do Sol em níveis superiores da Atmosfera (raios gama, raios X e ultravioleta). Isso faz com que apresente uma carga positiva, o que contrasta com a carga negativa da superfície da Terra, compondo com esta uma imensa bateria elétrica.
e) EXOSFERA – É a camada superior, sem limite definido, em que vai acontecendo a mudança gradativa da atmosfera em espaço interplanetário. Também é ionizada, porém tem pouquíssima densidade, o que não lhe permite proceder à filtragem seletiva da radiação solar. Nela têm início as auroras polares, que se propagam até a Ionosfera.
Latitudes temperadas
Latitudes polares
Latitudes polares
Latitudes temperadas
L a t i t u d e s
T r o p i c a i s
23º27’S
23º27’N
Latitudes subtropicais
Latitudes subtropicais
66º33’N
66º33’S
30º N
30º S
Trópico de Capricórnio
Trópico de Câncer
E q u a d o r