Climatologia Aula 1 - PDF - A atmosfera

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04/03/2020 Disciplina Portal
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Climatologia
Aula 1 - A atmosfera da Terra
INTRODUÇÃO
É fundamental compreender os fenômenos climatológicos para a análise geográ�ca-ambiental do espaço em que a
sociedade está inserida.
Nesta aula, identi�caremos as características da atmosfera em que os fenômenos meteorológicos ocorrem. Neste
contexto, discriminaremos os conceitos de clima e tempo, e compreenderemos a composição e a estrutura vertical da
atmosfera.
Por �m, explicaremos a formação da camada de Ozônio, sua importância para a humanidade e sua histórica
degradação, identi�cando as formas de redução dos impactos ambientais das atividades antrópicas nesse elemento
natural.
OBJETIVOS
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Esclarecer os conceitos de tempo e clima.
Identi�car os principais componentes presentes na atmosfera.
Discutir as características das camadas atmosféricas.
Analisar a ocorrência da degradação da Camada de Ozônio.
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TEMPO E CLIMA
Há muito tempo o homem tem consciência da presença da camada de ar que envolve o planeta Terra. Essa camada é
chamada de atmosfera e é associada à força da gravidade terrestre.
A atmosfera é formada por um conjunto de gases que tem grande movimentação espacial e temporal. Ela pode ser fria,
quente, densa, leve, poluída, límpida. Quando fazemos uma descrição da atmosfera, precisamos analisar itens como
temperatura, pressão e umidade.
Você já reparou que, às vezes, chove no bairro em que você mora e não cai uma gota de
água no local onde você trabalha? E a temperatura? Você sai com uma roupa leve e, ao
longo do dia, a atmosfera sofre resfriamento e você volta para casa com frio. O que são
essas alterações da atmosfera? Uma condição meteorológica ou climática? Como
diferenciar o tempo do clima?
 De acordo com Almeida (2016), o tempo meteorológico é, na realidade, algo que varia muito sobre a face da Terra. O
tempo é a soma total das condições atmosféricas de um local e do tempo cronológico.
Vamos escutar a previsão do tempo para um dia, na Região Sudeste do Brasil (glossário)?
O áudio foi produzido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, e uma de suas atribuições é fazer a previsão do
tempo.
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Almeida (2016) a�rma que, com a descrição do clima, pode-se prognosticar as condições predominantes do tempo, ou
seja, as mais prováveis de ocorrerem e, consequentemente, quais atividades relacionadas às atividades agrícolas,
pecuárias, de turismo e outras têm maior possibilidade de êxito.
Na Figura 1, observe os grá�cos A e B.
Qual deles pode ser considerado indicativo de tempo e qual é indicativo de clima?
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Grá�cos de Temperatura e Média mensal de chuva no Rio de Janeiro.
Fonte dos dados: Instituto Nacional de Meteorologia. Elaborado pela autora
Repare que o grá�co A indica a temperatura média de uma série de trinta anos, por isso, é chamada de normal
climatológica (glossário) . É indicativo de clima.
Vamos ler o grá�co?
A temperatura média, em julho, no Rio de Janeiro, é de, aproximadamente, 21ºC. Houve necessidade de se avaliar trinta
anos para se chegar até esse resultado médio climático. O grá�co B apresenta um dado meteorológico. A média de
chuva, no Rio de Janeiro, apenas no ano de 1999.
COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA
Você sabia que a atmosfera é constituída por gases? É uma �na camada de gases, sem cheiro, sem cor e sem gosto.
Vamos entender a sua composição, no grá�co da Figura 2.
Figura 2
Distribuição dos principais gases na atmosfera terrestre. Elaborado pela autora.
A maior parte da massa atmosférica é constituída por dois gases majoritários (N e O ), embora existam muitos
constituintes ocupando um diminuto volume.
Entre os componentes do ar atmosférico, Nitrogênio, Oxigênio, Hélio e os Gases raros (glossário) Argônio (Ar),
Criptônio (KR), Neônio (Ne) e Xenônio (Xe) são elementos que não variam.
O vapor-d’água (H O), Dióxido de Carbono (CO ), Ozônio (O ), Dióxido de Enxofre (SO ), Metano (CH ) e Cloreto de
Sódio podem variar de acordo com vários fatores, inclusive temperatura, pressão e fontes de emissão.
Você sabe diferençar um átomo de uma molécula?
Observe a Figura 3.
Figura 3
2 2
2 2 3 2 4
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Diferença entre átomo e molécula. Elaborado pela autora.
O Nitrogênio é o constituinte mais abundante da atmosfera, mas, desempenha um papel pouco relevante, em termos
químico ou energético, perto da superfície da Terra, onde o gás atua mais como reservatório de calor e serve para
compor as propriedades físicas do ar.
Na alta atmosfera, o Nitrogênio pode contribuir para reter os raios ultravioletas, absorvendo a sua energia radiante
(glossário).
Você conhece a importância dos outros gases?
O Oxigênio é essencial para a respiração dos seres vivos e para a criação do Ozônio, gás que contribui para a proteção
contra os raios ultravioletas originários do sol. Durante a respiração, os átomos de Oxigênio se combinam com átomos
de hidrogênio, formando moléculas de água.
Na alta atmosfera, a molécula de Oxigênio, ao absorver grande quantidade de energia ultravioleta, dissolve-se e, após a
sua reorganização, pode gerar o gás Ozônio (O ), muito importante para reter os raios UV e proteger os seres vivos no
Planeta. Nas proximidades dos 30km de altitude o gás Ozônio alcança grande concentração, mas tem baixa
concentração perto da superfície terrestre (Troposfera).
A concentração de Ozônio pode aumentar perto de aglomerados industriais ou perto de locais com grande quantidade
de queima de combustíveis fósseis, o que signi�ca que a área que essa área de ocorrência pode ser considerada
poluída.
O vapor-d’água é a denominação para o estado gasoso da água e é encontrado em grande quantidade na baixa
atmosfera. Ele atua na atmosfera como agente termorregulador, ou seja, o gás participa dos processos de absorção e
emissão de calor. É como se fosse um veículo de energia ao transferir calor latente de evaporação, de um local para
outro.
Figura 4
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Demonstração de Calor latente. Elaborado pela autora.
De acordo com Almeida (2016), o vapor-d’água é o único constituinte da atmosfera que muda de estado em condições
naturais. Ou seja, passa de gás para água líquida ou água sólida (gelo). Por isso, é o responsável pela origem das
nuvens e por uma extensa série de fenômenos atmosféricos importantes (chuva, neve, orvalho etc.).
A concentração de vapor-d’água na atmosfera é bem pequena (máximo de 4%), em comparação com o Oxigênio e o
Nitrogênio, mas varia no espaço e no tempo com muita velocidade. Por isso, pode chover apenas em algumas
localidades na cidade. De forma geral, ele sofre redução em sua quantidade com a altitude, ou seja, quanto mais alto,
menos vapor-d’água tem a atmosfera.
O dióxido de carbono (CO ) está presente em pequenas proporções na atmosfera, e é essencial como termorregulador,
tal como o vapor-d’água. O gás absorve um tipo especí�co de ondas radiantes na atmosfera e retém o calor no planeta,
contribuição para o equilíbrio térmico da Terra. Desde a Primeira Revolução Industrial (glossário), a emissão desse gás
na atmosfera tem crescido, contribuindo para a potencialização de sua ação e intensi�candoo efeito estufa.
Vapor-d’água, Dióxido de carbono, gás Metano e Cloro�uorcarboneto (glossário) são importantes gases que têm efeito
termorregulador e têm contribuído para a intensi�cação do efeito estufa que resulta no aquecimento global.
Saiba mais
, Vapor-d’água, Dióxido de carbono, gás Metano e Cloro�uorcarboneto são importantes gases que têm efeito termorregulador e
têm contribuído para a intensi�cação do efeito estufa que resulta no aquecimento global.
ESTRUTURA VERTICAL
A atmosfera não é um corpo único, sem variação ao longo de sua altura. Muitos especialistas gostam de nomear cada
uma das camadas da atmosfera, para melhor compreender a composição, as características e sua importância para a
ciência e o homem moderno. Cada uma dessas camadas tem a sua própria temperatura. Vamos entender como
funciona?
Quanto mais próximo da superfície terrestre, maior é temperatura da camada de ar, uma vez que essa recebe o calor
após os raios solares re�etirem-se na superfície da Terra. Portanto, quanto mais longe da maior superfície terrestre,
menor é a temperatura. Por isso, lugares com grandes altitudes são mais frios que aqueles localizados nas planícies.
Visualize o que estudamos no Grá�co 1:
De acordo com Varejão-Silva (2016), em termos médios para todo o planeta, a temperatura do ar diminui, com a
altitude, cerca de 6,5°C km-1 na Troposfera.
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Mas, então, por que a temperatura pode aumentar, com a altitude, em alguns lugares da atmosfera?
A Troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre e se estende até a aproximadamente 12km. Nessa
camada acontecem os fenômenos atmosféricos mais importante para nós, como chuva, furacões, ventanias, arcos-íris,
raios, entre outros. A camada contém cerca de três-quartos do vapor-d’água de toda a atmosfera e é onde respiramos a
poluição.
No topo da Troposfera, �ca a Tropopausa, onde as temperaturas são mais baixas, seguindo o curso normal de redução
de temperatura ao longo da altitude. É na Tropopausa que acontece uma in�exão importante na tendência térmica. A
partir dela, há um gradual aumento da temperatura da atmosfera, que acontece na camada seguinte, a Estratosfera.
Qual seria o motivo?
Nessa camada, concentra-se o Ozônio (O ), o gás fundamental que absorve os raios solares ultravioletas, o que
provoca o seu gradual aquecimento. Pode-se dizer que a estratosfera tem sua própria fonte de calor.
A última camada da atmosfera terrestre é chamada de Termosfera e se localiza para além dos 90 km de altitude, onde
a temperatura volta a aumentar. Como a�rma Ayoade (2003), a temperatura sofre aquecimento por causa da absorção
da radiação ultravioleta pelo Oxigênio atômico.
 A terceira camada é a Mesosfera. A situação térmica volta se inverter e retorna à condição de redução com a altitude.
No seu topo (na Mesopausa), pode-se observar o limite mínimo de temperatura de toda a atmosfera, com quase
noventa graus negativos. É uma camada com poucos gases e que "contém uma pequena parte de Ozônio e vapores de
sódio, os quais desempenham um importante papel nos fenômenos luminosos da atmosfera” (DOMINGUEZ, 1979,
p.87).
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Saiba mais
,   Alguns autores gostam de identi�car mais uma camada, chamada de Exosfera, caracterizada pela presença de átomos de
Hidrogênio e Hélio (mais leves) que, conforme se afasta da superfície terrestre, se rarefaz tendendo ao vácuo. Nesse ponto, a
densidade atmosférica é igual a do gás interespacial que a circunda.
Por �m, o que entendemos sobre as diferentes camadas da atmosfera?
Que há três camadas mais ou menos quentes, separadas por duas camadas mais frias e a transição entre elas são
representadas por camadas que chamamos de “pausas”.
DEGRADAÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO
Há muita discussão sobre a camada de Ozônio e sua destruição ao longo do tempo.
Para entendê-la, é necessário responder a algumas perguntas:
Como ela é constituída?
Que elementos contribuem para a sua degradação?
Espacialmente, ela tem estreitamento, no entorno do planeta?
Qual a sua importância?
Assista ao vídeo Buraco na Camada de Ozônio, do Ministério da Educação, que responde a todas essas perguntas.
Animação original possui interação. Acesse este link (glossário) para conferi-la na íntegra.
Com o vídeo, compreendemos que os compostos de cloro e �úor, ao se combinarem com a molécula de Ozônio (O ) a
decompõe, retirando sua função de proteção contra os raios ultravioleta. É fundamental a sua conservação. Algumas
ações já foram realizadas nesse sentido.
O estreitamento da camada de Ozônio foi identi�cado nos anos 1980 e na década seguinte; discussões de âmbito
internacional resultaram, em 1987, no Protocolo de Montreal sobre Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio. É
um documento internacional, um tratado assinado por grande parte dos países do globo, impondo um conjunto de
ações que objetivaram reduzir a produção e o consumo das Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio (SDOs)
até sua total eliminação.
Fonte:
O Brasil aderiu ao Protocolo de Montreal por meio do Decreto nº 99.280, de 06 de Junho de 1990. De acordo com o
Minsitério do Meio Ambiente (2017), em 2007, foi lançado o Programa Brasileiro de Eliminação dos HCFCs (PBH), que
contempla a estratégia de controle, redução e eliminação dos HCFCs e as atividades e metas foram divididas em três
etapas (Tabela 1).
Tabela 01: Cronograma de eliminação do consumo dos HCFCs no Brasil.
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http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/2058/open/file/10_buraco_na_camada_de_ozonio.html?sequence=9&eventSource=2
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*Linha de Base: média do consumo de HCFCs de 2009 e 2010
** Projeção de parcela da linha de base a ser eliminada
Fonte: Brasil (2017)
Em 2015, havia uma meta de redução de 16,6% em comparação ao que foi consumido nos anos de 2009 e 2010. Muito
mais do que a meta desenvolvida pelas Nações Unidas para os países em desenvolvimento, de 10%.
O Brasil conseguiu ultrapassar a meta global porque, nos últimos anos, a estratégia nacional teve como foco a
conversão do uso de 220,3 toneladas de gases HCFC por alternativas mais sustentáveis.
, Um dos gases que compõem o cloro�uorcarboneto, o HCFC141B, é muito usado como agente de expansão para produção de
espumas. Ele foi substituído por outras substâncias com o mesmo papel de expansão, mas que não fazem mal ao meio
ambiente. Estratégia simples, custosa, mas efetiva (Brasil, 2015).
ATIVIDADE
O entendimento das diferenças entre clima e tempo é fundamental para a análise geográ�ca. Observe o grá�co a
seguir, que apresenta a normal de precipitação do bairro de Bangu, na Zona Oeste do Rio de Janeiro, entre os anos de
1961 e 1990. Neste caso, a �gura apresenta o clima ou o tempo da localidade?
Resposta Correta
EXERCÍCIOS
Questão 1: Leia o texto a seguir.
"A atmosfera é o conjunto de gases, vapor-d'água e partículas, constituindo o que se chama ar, que envolve a superfície
da Terra. Não existe um limite superior para a atmosfera, no sentido físico, veri�cando-se apenas uma progressiva
rarefação do ar com a altitude" (VAREJÃO-SILVA, 2016).
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A atmosfera é uma �na camada de gases, sem cheiro, sem cor e sem gosto onde há presença de inúmeros gases.
Entre esses elementos, não está presente na atmosfera naturalmente:
a) Vapor da água.
b) Dióxido de Carbono.
c) Nitrogênio.
d) Ozônio.
e) Monóxido de Carbono.
Justi�cativa
Questão 2: A Atmosfera terrestre pode ser compreendida a partir da diferenciaçãode suas camadas. Aquela que é a
mais próxima da superfície terrestre e onde acontece a maior parte dos fenômenos atmosféricos é denominada de:
a) Troposfera.
b) Estratosfera.
c) Exosfera.
d) Mesosfera.
e) Ionosfera.
Justi�cativa
Questão 3: Leia o texto a seguir:
“Graças às propriedades radiativas que o Ozônio possui, ele se torna um dos mais importantes gases da atmosfera
terrestre. A importância se dá por absorver parte da radiação ultravioleta, impedindo assim que esta radiação letal
chegue à superfície da Terra, o que provocaria a morte de organismos unicelulares (algas, bactérias, protozoários) e de
células super�ciais de plantas e animais” (ALMEIDA, 2016).
Qual o principal gás que causa a destruição da camada de Ozônio?
a) Cloro�uorcarboneto (CFC).
b) Dióxido de Carbono (CO ).
c) Monóxido de Carbono (CO).
d) Vapor da água (H O).
e) Dióxido de Nitrogênio (NO ).
Justi�cativa
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Glossário
REGIÃO SUDESTE DO BRASIL
Região brasileira composta pelos Estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Espírito Santo e Minas Gerais.
NORMAL CLIMATOLÓGICA
Valores médios calculados para um período relativamente longo e uniforme, compreendendo no mínimo três décadas
consecutivas (INMET).
GASES RAROS
São constituídos pelos elementos da família 18 da Tabela Periódica e são representados por Argônio (Ar), Hélio (He), Criptônio
(Kr), Neônio (Ne), Radônio (Rb) e Xenônio (Xe)
ENERGIA RADIANTE
É a radiação que se propaga na forma de onda eletromagnética. No caso dessa aula, a principal fonte é o sol.
PRIMEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
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Grande movimento intelectual, econômico, político e social de adensamento industrial que ocorreu originalmente na Europa
Ocidental, com o uso da máquina a vapor, com o carvão e que deu origem ao capitalismo industrial. A partir desse fenômeno, a
indústrias tornaram-se intensamente presentes na paisagem, lançando grande quantidade de poluentes na atmosfera.
CLOROFLUORCARBONETO
CFC: O cloro�uorcarboneto é um composto baseado em carbono que contém cloro e �úor.