O Sistema Terrestre

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Sistema Terrestre
Universidade Federal do Oeste do Pará – UFOPA
Instituto de Engenharia e Geociências – IEG 
Curso de Ciências Atmosféricas
Santarém – PA 
Maio de 2018
Componentes do sistema terrestre
A interação entre radiação atmosférica e convecção regula o temperatura na superfície da Terra;
Camada de ozônio protege a biosfera;
 Os vento regulam os padrões de ressurgência oceânica;
A chuva e o vento erodem as cadeias montanhosas;
Oceanos:
Regulam a concentração de carbono na atm;
Contribuem na evaporação;
O clima depende não apenas dos processos atmosféricos, mas também em física, química e biológica processos envolvendo outros componentes da Terra
Este capítulo analisa a estrutura e o comportamento desses outros componentes.
-> A interação entre radiação atmosférica e convecção regula o temperatura na superfície da Terra, estabelecendo os limites para cobertura de neve e gelo e para as várias zonas de vida na biosfera. A camada de ozônio estratosférico protege a biosfera dos efeitos letais da energia solar radiação ultravioleta. Padrões de vento atmosférico regulam os padrões de ressurgência oceânica que fornece nutrientes para a biosfera marinha, eles determinam a distribuição de água que sustenta a energia terrestre (terra) da biosfera e transportam gases residuais, fumaça, poeira, insetos, sementes e esporos por longas distâncias. A chuva e o vento erodem as cadeias montanhosas da Terra, remodelando a paisagem, e reabastecer os solos e o fornecimento de íons metálicos necessários para sustentar a vida. Outros componentes do sistema da Terra também jogam papéis importantes no clima. Os oceanos são notáveis ​​por sua grande “inércia térmica” e seu papel central na o ciclo de carbono, que controla o carbono atmosférico concentrações de dióxido de Extensa neve e gelo cobertos superfícies tornam a Terra mais reflexiva, e consequentemente, mais frio, do que seria na sua ausência. Ao evaporar grandes quantidades de água através de folhas, as plantas terrestres exercem uma forte influência moderadora no clima de verão tropical e extratropical. Vivo organismos em terra e no mar têm sido instrumental na liberação de oxigênio e seqüestro de carbono em a crosta terrestre, reduzindo assim a atmosfera
concentração de dióxido de carbono. Em escalas de tempo de milhões de anos ou mais, a tectônica de placas exerce influência sobre o clima através da deriva continental, montanha construção e vulcanismo. Esta seção descreve esses processos e os meios em que eles ocorrem. 
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Oceanos
Os oceanos cobrem 72% da área da Terra superfície e eles atingem uma profundidade extrema de quase 11 km. Seu volume total é equivalente ao de um
camada de 2,6 km de profundidade, cobrindo toda a superfície Terra. A massa dos oceanos é 250 vezes maior como o da atmosfera.
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Oceanos
Composição e estrutura vertical
Concentração média de 35 g de sais por kg de água doce;
Água do mar é 2,4% mais densa do que a água fresca à mesma temperatura.
A densidade da água do mar é linearmente dependente da concentração de sal dissolvido. Em média, a água do mar nos oceanos abertos contém 35 g de sais dissolvidos por kg de água doce, com valores tipicamente variando de 34 a 36 g kg-1 (ou partes por mil por massa, abreviado como o / oo). Devido à presença destes sais dissolvidos, a água do mar é 2,4% mais densa do que a fresca água à mesma temperatura. A densidade da água do mar (expressa como a de 1 em g kg-1 ou o / oo) normalmente varia de 1,02 a 1,03. É uma função bastante complicada da temperatura T, salinidade e pressão p; isto é, dens (T, s, p). A dependência de pressão da densidade em líquidos é muito mais fraca do que nos gases e, para fins desta análise qualitativa, discussão, será ignorado.1 Como na água doce, variação densidy com T é dependente da temperatura, mas o fato de que o mar a água é salgada faz o relacionamento um pouco diferente: em água doce, a densidade aumenta com o aumento temperatura entre 0 e 4 ° C, enquanto no mar água, a densidade diminui monotonicamente com o aumento temperatura.2 Na água fresca e na água do mar, T é menor perto do ponto de congelamento do que em maior temperaturas. Assim, uma mudança de salinidade de um magnitude s é equivalente, em termos de seu efeito sobre densidade, a uma variação maior de variação de temperatura T no oceanos polares do que nos oceanos tropicais, como ilustrado na Fig. 2.1.
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Oceanos
Circulação oceânica
A circulação oceânica é composta por uma turbina eólica componente e um componente termohalino. O circulação pelo vento domina as correntes superficiais, mas é em grande parte restrito aos poucos mais cem metros. A circulação mais profunda nos oceanos é dominada pela circulação termohalina mais lenta. 
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Oceanos
Circulação oceânica
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A circulação oceânica é composta por uma turbina eólica componente e um componente termohalino. O circulação pelo vento domina as correntes superficiais, mas é em grande parte restrito aos poucos mais cem metros. A circulação mais profunda nos oceanos é dominada pela circulação termohalina mais lenta. 
A circulação termoalina ou termossalina refere-se à circulação oceânica global movida pelas diferenças de densidade das águas dos oceanos devido a variações de temperatura ou salinidade em alguma região oceânica superficial. O aumento de densidade pode ocorrer devido ao arrefecimento da água, ao excesso de evaporação sobre a precipitação ou ainda à formação de gelo e consequente aumento de salinidade das águas vizinhas.
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Oceanos
Biosfera Marinha
Praticamente toda a luz do sol que atinge a superfície de o oceano é absorvido nos cem primeiro metros. Dentro dessa zona eufótica rasa, 4 vidas abundam sempre que existem nutrientes suficientes, como fósforo e ferro, para sustentá-lo. Em regiões de o oceano onde a biosfera marinha está ativa, o camadas superiores são enriquecidas em oxigênio dissolvido produto da fotossíntese) e depletados em nutrientes e carbono dissolvido, conforme ilustrado na Fig. 2.9.
A contínua troca de nutrientes entre a zona eufótica e as camadas mais profundas do oceano desempenham um papel importante no ciclo do carbono, como discutido na Seção 2.3. de ressurgimento, por sua vez, é controlado pelo padrão ventos de superfície discutidos anteriormente. da cor do oceano (Fig. 2.10) mostra evidências de alta produtividade e, por inferência, ressurgir sob circulações ciclônicas, como Aleutas e baixos islandeses, 
• ao longo das margens orientais dos oceanos em latitudes subtropicais,
• em uma faixa estreita ao longo do equador no Atlântico Equatorial e Oceanos Pacíficos
-> Em contraste, as regiões oceânicas que se encontram abaixo Anticiclones subtropicais são desertos biológicos. O base dinâmica para estas relações é discutida em Seção 7.2.5. Através do seu efeito na mediação do distribuição geográfica da ressurgência e da profundidade da camada mista, mudanças ano a ano no circulação atmosférica, como as que ocorrem em associação com El Niño, perturba toda a comida cadeia que suporta mamíferos marinhos, aves marinhas e pesca comercial. 
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Oceanos
Temperatura da superfície do mar
A distribuição global da temperatura da superfície do mar é moldado por fatores radiativos e dinâmicos em relação ao padrão de variação sazonal, climatológica campo de vento de superfície média sobre os oceanos (Fig. 1.18). O aquecimento radiativo é o fator dominante. Aquela radiação solar incidente é muito mais forte nos trópicos do que nas regiões polares dá origem a um forte gradiente de temperatura norte-sul, que domina o campo médio anual mostrado na Fig. 2.11 (superior). Os efeitos dos ventos na temperatura da superfície do mar padrão tornar-se mais claramente aparente quando a temperatura média da superfície do mar em zonal em cada latitude é removida do campo total, deixando apenas as partidas da média zonal, mostradas em
Fig. 2.11 (parte inferior). O frescor dos oceanos orientais em relação aos oceanos ocidentais em latitudes subtropicais deriva da circulação em tornodos anticiclones subtropicais (Fig. 1.16). O fluxo de equador do ar frio em torno dos flancos orientais dos extratos anticiclones uma quantidade considerável de calor da superfície do oceano, como explicado na Seção 9.3.4, e direciona correntes oceânicas para o sul (Fig. 2.4). Em contraste, o fluxo de pólo morno, úmido em torno de seu oeste flancos extrai muito menos calor e dirige ocidental quente correntes de limite, como a Corrente do Golfo. No latitudes mais altas os ventos que circulam em torno do subpolar ciclones têm o efeito oposto, resfriando lados ocidentais dos oceanos e aquecendo o leste lados. O calor relativo do Atlântico leste em essas latitudes mais altas são especialmente notáveis. A ressurgência causada pelo vento é responsável pelo parente frieza do Pacífico Oriental equatorial e Atlântico, onde os ventos alísios do sudeste se projetam para o norte através do equador (Fig. 1.18). ressurgindo ao longo das costas do Chile, Califórnia, e continentes que ocupam posições análogas com respeito aos anticiclones subtropicais, embora não bem definido na Fig. 2.11, também contribui para a frieza dos oceanos orientais subtropicais, assim como o camadas altamente reflexivas de nuvens que tendem a se desenvolver o topo da camada limite atmosférica sobre estes regiões (Seção 9.4.4). A circulação atmosférica sente a influência de o padrão subjacente da temperatura da superfície do mar, nos trópicos. Por exemplo, de uma comparação das Figs. 1.25 e 2.11 é evidente que o zonas de convergência intertropical no Atlântico e
Os setores do Pacífico estão localizados em faixas de temperatura da superfície do mar quente e que as zonas secas mentem sobre as línguas frias equatoriais no leste lados dessas bacias oceânicas. 
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Criosfera
 kryos (κρύος), que significa frio, geada ou gelo, e sphaira (σφαῖρα), que significa globo ou bola;
Os principais componentes e variáveis ​​da criosfera são:
Precipitação Sólida: taxa, quantidade de neve
Neve: equivalente a água da neve (SWE), profundidade, extensão, densidade, tamanho do grão, albedo
Gelo no Mar: extensão, concentração, tipo (idade), espessura, movimento, temperatura, neve no gelo
Gelo no lago e rio: congelamento / colapso, espessura, neve no gelo
Geleiras, calotas de gelo, mantas de gelo, gelo e icebergs: balanço de massa (acumulação / ablação), espessura, área, comprimento (geometria), temperatura de queima, velocidade, linha de neve/ equilíbrio, neve no gelo
Gelo permanente e solo sazonalmente congelado: temperatura do solo / estado térmico, espessura da camada ativa, temperatura do poço, extensão, cobertura de neve.
Componentes da Criosfera
Área (x104m2)
Massa (x103kg m–2)
Camada de gelo da Antártida
2,7
53
Camada de gelo da Groelândia
0,35
5
Gelo nos Alpes
0,1
0,2
Gelo no mar Báltico (março)
3
0,04
Gelo no mar Báltico (setembro)
4
0,04
Cobertura de neve
9
<0,01
Gelo permanente
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Biosfera terrestre
A distribuição global dos biomas é determinado pela insolação no topo da atmosfera e pelo variáveis ​​climáticas:
• temperatura média anual,
• as faixas de temperatura anuais e diurnas,
• precipitação média anual e
• as distribuições sazonais de precipitação e nebulosidade.
Muito do impacto do clima sobre os animais e os seres humanos é através do seu papel na regulação da condição e distribuição geográfica de florestas, pastagens, tundra e desertos, elementos da floresta terrestre (terra) biosfera. Um quadro conceptual simples para relacionando o clima (representado pela média anual temperatura e precipitação) e tipo de vegetação é mostrado na Fig. 2.18. O limite entre a tundra e floresta corresponde de perto ao limite do zona de gelo permanente, que, como observado anteriormente, é pela temperatura média anual. O outro limites da Fig. 2.18 são determinados em grande parte pelo necessidades hídricas das plantas. Plantas utilizam água tanto como matéria-prima na produção de clorofila e para se refrescar nos dias quentes de verão, conforme descrito mais tarde. Florestas requerem mais água do que pastagens, e pastagens, por sua vez, exigem mais água do que deserto vegetação. A demanda de água de qualquer tipo especificado de vegetação aumenta com a temperatura. Biomas são regiões geográficas com climas que favorecem combinações distintas de planta e espécies de animais. Por exemplo, a tundra é a dominante forma de vegetação em regiões em que a média a temperatura do mês mais quente é de 10°C, e vegetação esparsa do deserto prevalece nas regiões em que evaporação potencial (proporcional à quantidade de radiação solar atingindo o solo) excede precipitação.
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Hidrosfera
É a soma de toda a água na Terra e o ciclo da água que a distribui pelo planeta.
Hidrosfera
	A precipitação em todo o mundo é altamente variável 
 Em desertos, áridos e semiáridos (0 a 500 mm ano–1) 
- Florestas úmidas (1250 a 6600 mm ano–1)
A crosta e o manto da Terra
A configuração atual de continentes, oceanos e cordilheiras é uma conseqüência da tectônica de placas e deriva continental.9 A crosta e o manto da Terra também participam de transformações químicas que medeiam a composição da atmosfera em escalas de tempo de dezenas a centenas de milhões de anos.
A crosta terrestre é dividida em placas que flutuam sobre a camada mais densa e mais espessa de poros mas material viscoso que compõe o manto da Terra. Convecção lenta dentro do manto move o placas a velocidades que variam até alguns centímetros por ano (dezenas de quilômetros por milhão de anos). Pratos que estão acima das regiões de ressurgência no manto espalhando-se, enquanto placas que ficam acima de Downwelling no manto estão sendo empurrados juntos. Terremotos tendem a se concentrar ao longo da placa limites. Placas oceânicas são mais finas, mas ligeiramente mais densas do que placas continentais para que quando os dois colidem, o placa oceânica é subduzida (isto é, desenhada sob o placa) e incorporada na Terra manto, como mostrado esquematicamente na Fig. 2.20. Rochas na crosta oceânica subduzida são submetidos a temperaturas e pressões cada vez mais altas eles descem, dando origem a física e química transformações. As colisões entre os limites das placas são freqüentemente associado com atividade vulcânica e com a elevação de cadeias de montanhas. A mais alta da montanha da Terra faixas, o Himalaia, foi criado por dobramento de a crosta terrestre após a colisão do índio e pratos asiáticos, e ainda está acontecendo hoje. O Montanhas Rochosas, Cascatas e Sierra no oeste América do Norte foram criados de forma semelhante maneira pela colisão do Pacífico e do Norte Placas americanas. Todos esses recursos apareceram nos últimos 100 milhões de anos. Placas oceânicas são continuamente recicladas. O Placa do Pacífico está sendo subdividida ao longo da maior parte do extensão de suas fronteiras, enquanto a nova crosta oceânica é sendo formada ao longo da crista do meio do Atlântico, enquanto a ressurgência do magma dentro do manto sobe à superfície, esfria e solidifica. Como esta crosta recém-formada diverge da crista do meio do Atlântico, o chão do Oceano Atlântico está se espalhando, empurrando outros partes da crosta nos espaços anteriormente ocupados pelas partes subductivas da placa do Pacífico. Como o Atlântico se alarga e o Pacífico encolhe, os continentes pode ser visto como se afastando do Setor Atlântico em trajetórias que, em 100-200 milhões de anos, convergem sobre o que é agora o meio
Pacífico. Uma congregação similar do continente placas acredita-se que ocorreram cerca de 200 milhões anos atrás, quando eles estavam agrupados em torno da corrente posição da África, formando um supercontinente chamado Pangea (toda a terra). Algum do material incorporado no manto quando as placas são subduzidas contém substâncias voláteis (isto é, substâncias que podem existir em um gás forma, como a água em minerais hidratados). Enquanto o a temperatura desses materiais sobe, a pressão sob a crosta terrestre se acumula, levando à formação vulcânica erupções. Comoserá explicado mais adiante neste capítulo, gases expelidos em erupções vulcânicas são a fonte de atmosfera atual da Terra, e eles estão continuamente renovando.
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Papéis de vários componentes
do Sistema Terrestre no Clima