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SISTEMA CLIMÁTICO O CLIMA É DEFINIDO GERALMENTE COMO A MEDIA DAS CONDIÇÕES ATMOSFÉRICAS NUMA DETERMINADA REGIÃO NUM PERÍODO LONGO DE TEMPO ACIMA DE 30 ANOS. O CLIMA DA TERRA É REGULADO PELOS PROCESSOS E INTERAÇÕES QUE ENVOLVEM O FLUXO DE RADIAÇÃO, A ATMOSFERA E A SUPERFÍCIE TERRESTRE, SENDO A RADIAÇÃO SOLAR A FONTE DE TODA A ENERGIA DO SISTEMA CLIMÁTICO. A DINÂMICA DO CLIMA TERRESTRE É RESULTANTE DAS INTERAÇÕES COM TROCA DE ENERGIA ENTRE OS VÁRIOS COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO: A ATMOSFERA QUE CORRESPONDE A UMA CAMADA TÊNUE DE GÁS QUE ENVOLVE A SUPERFÍCIE DO PLANETA; A HIDROSFERA QUE É REPRESENTADA PELOS OCEANOS E DEMAIS RESERVATÓRIOS DE ÁGUA ENCONTRADOS NOS CONTINENTES; A CRIOSFERA QUE ENGLOBA AS CALOTAS POLARES, GELO E NEVE NA SUPERFÍCIE DA TERRA; A LITOSFERA QUE É REPRESENTADA PELA PARTE SÓLIDA DO PLANETA E A BIOSFERA QUE É CONSTITUÍDA PELOS SERES VIVOS, PLANTAS E ANIMAIS. AS TROCAS DE ENERGIA ENTRE OS COMPONENTES DO SISTEMAS CLIMÁTICO SÃO RESULTANTES DOS FLUXOS DE RADIAÇÃO SOLAR NO TOPO DA ATMOSFERA E DA INTERAÇÃO COM A ATMOSFERA E A SUPERFÍCIE TERRESTRE. A ÁGUA TAMBÉM FAVORECE AS TROCAS DE ENERGIA NAS SUAS DIFERENTES FASES (SÓLIDO, VAPOR E LÍQUIDO), NAQUILO QUE CHAMAMOS DE CICLO DA ÁGUA. DENTRO DO SISTEMA CLIMÁTICO A ATMOSFERA É A COMPONENTE QUE SOFRE MODIFICAÇÕES OU VARIAÇÕES EM POUCOS DIAS, ENQUANTO A HIDROSFERA TEM UMA INÉRCIA MAIOR SOFRENDO MODIFICAÇÕES NUMA ORDEM DE ALGUMAS SEMANAS (NO CASO DAS CAMADAS SUPERFICIAIS DOS OCEANOS) E DE ALGUNS MILHARES DE ANOS (NO CASO DA CIRCULAÇÃO PROFUNDA DOS OCEANOS). A CRIOSFERA SOFRE MODIFICAÇÕES NA ORDEM DE MILHARES DE ANOS, ENQUANTO A LITOSFERA TEM MODIFICAÇÕES NA ESCALA GEOLÓGICA, OU SEJA, NA ORDEM DE MILHÕES DE ANOS. POR FIM, A BIOSFERA SOFRE VARIAÇÕES OU MODIFICAÇÕES EM ESCALA ANUAL, COM MUDANÇAS NA COBERTURA VEGETAL ASSOCIADAS AS ATIVIDADES HUMANAS (PECUÁRIAS, AGRICULTURA E INDUSTRIAIS). PARA ENTENDER O SISTEMA CLIMÁTICO É NECESSÁRIO CONHECER CADA COMPONENTE DO SISTEMA CLIMÁTICO DETALHADAMENTE E SUAS INTERAÇÕES, BEM COMO, AS ESCALAS CLIMÁTICAS ASSOCIADAS A ESSAS INTERAÇÕES. ESSAS ESCALAS CLIMÁTICAS SÃO MACROCLIMA,MESOCLIMA, CLIMA LOCAL E DE MICROCLIMA. NA ESCALA MACROCLIMÁTICA DESTACAM-SE AS INTERAÇÕES EM NÍVEL GLOBAL E CORRESPONDEM AS VARIAÇÕES CAPAZES DE MODIFICAR O CLIMA DA TERRA. TRATA-SE DA CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA E DO FUNCIONAMENTO DAS MASSAS DE AR NO PLANETA, PODENDO ABRANGER ÁREAS DA TERRA COM MAIS DE 2000 KM NA HORIZONTAL E DE 3 A 12 KM NA VERTICAL (EX: EL NINÕ, LANINÃ, ZCIT); A ESCALA SINÓTICA É A ESCALA INTERMEDIÁRIA ENTRE A ESCALA MACRO E MESOCLIMÁTICA COM VARIAÇÕES ENTRE 10 E 2000 KM NA HORIZONTAL E 100 M A 12 KM NA VERTICAL (EX: MASSAS DE AR, SISTEMAS FRONTAIS, CICLONES, FURACÃO, ZCAS, VCAN, AB); NA ESCALA MESOCLIMÁTICA DESTACAM-SE AS INTERAÇÕES QUE OCORREM EM ÁREAS ENTRE 1 E 100 KM NA HORIZONTAL E DE 100 A 12 KM NA VERTICAL (EX: TORNADOS, LINHAS DE INSTABILIDADE, AGLOMERADOS CONVECTIVOS, ILHAS DE CALOR E BRISAS); NA ESCALA MICROCLIMÁTICA DESTACAM-SE AS INTERAÇÕES EM ÁREAS MUITOS PEQUENAS, DE 100 METROS A 10 KM NA HORIZONTAL E POUCOS METROS ACIMA DA SUPERFÍCIE TERRESTRE (ABAIXO DE 100 M NA VERTICAL), TAIS COMO: GOTAS DE CHUVA, DISPERSÃO DE POLUENTES E VÓRTICES NA CAMADA LIMITE PLANETÁRIA. A ESCALA CLIMÁTICA DIZ RESPEITO À DIMENSÃO, OU ORDEM DE GRANDEZA ESPACIAL (EXTENSÃO) E TEMPORAL (DURAÇÃO), SEGUNDO A QUAL OS FENÔMENOS CLIMÁTICOS SÃO ESTUDADOS. HÁ MECANISMOS ATMOSFÉRICOS QUE DETERMINAM OS CLIMAS DE TODA UMA ZONA DO PLANETA, COMO É O CASO DA INTENSA RADIAÇÃO SOLAR NAS BAIXAS LATITUDES DA ZONA INTERTROPICAL. AS ILHAS DE CALOR URBANAS E O CLIMA DAS ÁREAS AGRÍCOLAS, POR OUTRO LADO, NÃO SÃO DIRETAMENTE DETERMINADOS POR ESSES MECANISMOS, AINDA QUE ELES TENHAM IMPORTANTES INFLUÊNCIAS NA SUA CONFIGURAÇÃO. A ATMOSFERA É UM SISTEMA TERMODINÂMICO CARACTERIZADO POR: COMPOSIÇÃO, ESTADO TERMODINÂMICO E ESTADO MECÂNICO (MOVIMENTOS). AS VARIÁVEIS NEBULOSIDADE, PRECIPITAÇÃO E AQUECIMENTO ADIABÁTICO TAMBÉM AJUDAM A DESCREVER O ESTADO DA ATMOSFERA. ESTAS VARIÁVEIS INTERFEREM NO COMPORTAMENTO DA ATMOSFERA EM LARGA ESCALA. A TEMPERATURA E A PRECIPITAÇÃO SÃO OS ELEMENTOS MAIS TRADICIONAIS DO CLIMA. ELES REPRESENTAM À BASE DE MUITAS CLASSIFICAÇÕES CLIMÁTICAS. A DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DESSES ELEMENTOS MOSTRA CLIMAS QUENTES E ÚMIDOS EM BAIXAS LATITUDES, QUENTES E MAIS SECOS NOS SUBTRÓPICOS, TEMPERADOS E ÚMIDOS NAS LATITUDES MÉDIAS, E FRIOS E SECOS NAS LATITUDES SUBPOLARES E POLARES. A CLASSIFICAÇÃO CLIMÁTICA EM FUNÇÃO DA LATITUDE, TEMPERATURA E UMIDADE NEM SEMPRE REPRESENTA UMA DESCRIÇÃO COMPLETA DOS CLIMAS LOCAL E REGIONAL. É PRECISO CONSIDERAR TAMBÉM, O CONTRASTE TÉRMICO ENTRE A TERRA E O MAR, A INFLUÊNCIA MODERADORA DOS OCEANOS E DAS ÁREAS GELADAS SOBRE A TEMPERATURA, E OUTRAS INFLUÊNCIAS SIMILARES. A ATMOSFERA, COMO SISTEMA TERMODINÂMICO, NÃO PODE SER CONSIDERADA SEPARADAMENTE DE SUA VIZINHANÇA. EMBORA OS SISTEMAS NATURAIS SEJAM MUITO DIFERENTES EM SUA COMPOSIÇÃO, PROPRIEDADES FÍSICAS, ESTRUTURA E COMPORTAMENTO, ELES SÃO LIGADOS POR FLUXO DE MASSA, ENERGIA E MOMENTUM, FORMANDO O SISTEMA GLOBAL CHAMADO SISTEMA CLIMÁTICO. O SISTEMA CLIMÁTICO É EXTREMAMENTE COMPLEXO DEVIDO ÀS INTERAÇÕES NÃO LINEARES DE SEUS COMPONENTES. COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO ATMOSFERA É UMA CAMADA GASOSA DISTRIBUÍDA QUASE UNIFORMEMENTE SOBRE A SUPERFÍCIE DO PLANETA COM 99% DE SUA CONCENTRAÇÃO ABAIXO DE 30 KM. A ATMOSFERA É O COMPONENTE CENTRAL DO SISTEMA CLIMÁTICO, MOSTRANDO GRANDE VARIABILIDADE NO ESPAÇO E NO TEMPO. A ATMOSFERA PODE SER DIVIDIDA EM CAMADAS, DIFERINDO, EM FUNÇÃO DA ESTABILIDADE, TEMPERATURA E ENERGIA. A COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA É UNIFORME EM RELAÇÃO ÀS CONCENTRAÇÕES DE NITROGÊNIO, OXIGÊNIO E OUTROS GASES INERTES ATÉ A MESOSFERA. ENTRE OS COMPONENTES VARIÁVEIS, O VAPOR D’ÁGUA É PREDOMINANTE NA TROPOSFERA MAIS BAIXA E O OZÔNIO NA ESTRATOSFERA MÉDIA. O DIÓXIDO DE CARBONO É BEM MISTURADO ABAIXO DA MESOPAUSA. A COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA É MAIS COMPLICADA PELA PRESENÇA DE VÁRIAS SUBSTÂNCIAS EM SUSPENSÃO, COMO ÁGUA SÓLIDA E LÍQUIDA, PARTÍCULAS DE POEIRA, AEROSSÓIS DE SULFATO E POEIRA VULCÂNICA. A COMPOSIÇÃO DESSES AEROSSÓIS TAMBÉM VARIA NO ESPAÇO E NO TEMPO. O TEMPO DE RESPOSTA DA ATMOSFERA A UMA PERTURBAÇÃO É MUITO MAIS CURTO DO QUE AQUELE DE ALGUM OUTRO COMPONENTE DO SISTEMA CLIMÁTICO. A RESPOSTA OU TEMPO DE RELAXAÇÃO DE UM SISTEMA, É O TEMPO MÉDIO NECESSÁRIO PARA UM SISTEMA VOLTAR AO ESTADO INICIAL, APÓS UMA PEQUENA PERTURBAÇÃO APLICADA AOS SEUS LIMITES. O TEMPO DE RESPOSTA DA ATMOSFERA É DA ORDEM DE DIAS A SEMANA DEVIDO A SUA COMPRESSIBILIDADE RELATIVAMENTE GRANDE E, BAIXO CALOR ESPECÍFICO E DENSIDADE. ESTAS PROPRIEDADES TORNAM A ATMOSFERA MAIS FLUIDA E INSTÁVEL. A TROPOSFERA MOSTRA UMA CIRCULAÇÃO GERAL DE LARGA ESCALA COM MOVIMENTOS TURBULENTOS NAS LATITUDES MÉDIAS TAIS COMO OS SISTEMAS DE TEMPO E OS MOVIMENTOS TURBULENTOS, PRINCIPALMENTE NA CAMADA LIMITE PLANETÁRIA (CLP) E PRÓXIMA A CORRENTE DE JATO. POR CAUSA DA FORÇA DE GRAVIDADE, A ATMOSFERA É ESTRATIFICADA COM CAMADAS MAIS DENSAS À SUPERFÍCIE. CONSIDERA-SE QUE A ATMOSFERA ESTEJA NO ESTADO DE QUASE EQUILÍBRIO HIDROSTÁTICO NA VERTICAL. A ATMOSFERA É COLOCADA EM MOVIMENTO PRIMEIRAMENTE, ATRAVÉS DO AQUECIMENTO DIFERENCIAL, PELO SOL. ENTÃO O ESTUDO DO MOVIMENTO ATMOSFÉRICO É BASICAMENTE, UM PROBLEMA DE CONVECÇÃO SOB A INFLUÊNCIA DA ROTAÇÃO DA TERRA. ELE É UM PROCESSO COMPLEXO, PORQUE OS MOVIMENTOS DA ATMOSFERA SÃO INFLUENCIADOS POR MUITOS FATORES AO LADO DA ROTAÇÃO DA TERRA, TAIS COMO: PROCESSOS TERMODINÂMICOS NÃO HOMOGÊNEOS E CONDIÇÕES SUPERFICIAIS MECÂNICAS. ENTRETANTO, QUANDO DESCONSIDERAMOS OS DETALHES IRREGULARES DO ESCOAMENTO, ENCONTRAMOS UMA TENDÊNCIA PRONUNCIADA PARA MOVIMENTOS ORGANIZADOS NA ESCALA GLOBAL. HISTORICAMENTE, O PRIMEIRO DESCOBRIMENTOIMPORTANTE DAS INTER- RELAÇÕES ENTRE O COMPORTAMENTO DA ATMOSFERA NUMA ÁREA DO GLOBO E, AQUELE EM OUTRAS ÁREAS FOI DOS ANTIGOS NAVEGADORES QUE NOTARAM A EXISTÊNCIA DE UM FLUXO DE AR EXCLUSIVO E PERSISTENTE DE LESTE, NO NÍVEL DO MAR EM BAIXAS LATITUDES. O POSTERIOR DESCOBRIMENTO DAS CORRENTES SINUOSAS DE OESTE, AS QUAIS CIRCULAM O GLOBO, FORTALECEU O CONCEITO DE CIRCULAÇÃO GERAL COMO UM FENÔMENO PLANETÁRIO. A CIRCULAÇÃO GERAL DA ATMOSFERA É INFLUENCIADA MAIS PELAS CONDIÇÕES DE ESCALA GLOBAL DO QUE PELAS VARIAÇÕES LOCAIS DO TEMPO. ATMOSFERA A ATMOSFERA POR SER DENTRO DOS COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO AQUELE QUE SOFRE MODIFICAÇÕES MUITO RÁPIDAS É UM GRANDE INDICADOR DO COMPORTAMENTO CAÓTICO E TURBULENTO DO SISTEMA. ELA É DEFINIDA COMO UMA CAMADA DE GÁS TÊNUE QUE ENVOLVE O PLANETA COM MASSA TOTAL DE CERCA DE 1% DA MASSA TERRESTRE. ELA É MUITO FINA EM COMPARAÇÃO COM O RAIO DA TERRA E ESTÁ DIVIDIDA EM DUAS CAMADAS (HOMOSFERA E HETEROSFERA) E 5 FAIXAS (TROPOSFERA, EXTRATOSFERA, MESOSFERA, TERMOSFERA E EXOSFERA) E 4 SUB-FAIXAS (TROPOPAUSA, EXTRATOPAUSA, MESOPAUSA E TERMOPAUSA). APESAR DA ATMOSFERA SER MUITO FINA EM COMPARAÇÃO COM O RAIO TERRESTRE A SUA PRESENÇA ALTERA SIGNIFICAMENTE A DISTRIBUIÇÃO DA TEMPERATURA E DA RADIAÇÃO AMBIENTE. REGISTROS DA TERRA EVIDENCIAM QUE AS CONDIÇÕES À SUPERFÍCIE VEM EVOLUINDO SEM ALTERAÇÕES DEMASIADAS ELEVADAS DA TEMPERATURA E DA COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA. ISTO NÃO QUER DIZER QUE O CLIMA LOCAL TENHA SE MANTIDO INALTERÁVEL AO LONGO DO TEMPO. ISTO É, O CLIMA GLOBAL SE MANTEVE ESTÁVEL, PORÉM, EM ESCALA REGIONAL ESSE CLIMA TEVE OSCILAÇÕES PARTICULARES EM SUAS PROPRIEDADES. POR OUTRO LADO, NAS ÚLTIMAS DÉCADAS O CLIMA ASSIM COMO O TEMPO METEOROLÓGICO NÃO SE MANTEVE ESTÁTICO, OU SEJA, EVOLUIRAM DIÁRIAMENTE. AS CARACTERÍSTICAS MÉDIAS DA ATMOSFERA (O CLIMA) SÃO SUCEPTÍVEIS Á VARIAÇÕES EM ESCALAS DE TEMPO DISTINTAS. ESSAS VARIAÇÕES SÃO DECORRENTES DAS ALTERAÇÕES LENTAS NA COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA E DAS MODIFICAÇÕES NO FLUXO DE RADIAÇÃO NO TOPO DA ATMOSFERA. ESSAS ALTERAÇÕES ESTÃO ASSOCIADAS A INCLUSÃO DE GASES ESTUFA E DE AEROSSÓIS NO AMBIENTE DEVIDO AS ATIVIDADES HUMANAS. PARA A CIÊNCIA DO CLIMA AS FAIXAS MAIS PRÓXIMAS Á SUPERFÍCIE TERRESTRE (TROPOSFERA E EXTRATOSFERA) SÃO MAIS IMPORTANTES, POIS NELAS, SE OBSERVAM AS INTERAÇÕES E AS TROCAS DE ENERGIAS ENTRE AS DIFERENTES MASSAS DE AR, AS NUVENS, A HIDROSFERA, CRIOSFERA, LITOSFERA E BIOSFERA. O TEMPO DE RESPOSTA DAS TROCAS DE ENERGIA ASSOCIADAS AS PERTUBAÇÕES NO FLUXO DE RADIAÇÃO DEPENDEM DAS INTERAÇÕES DESTE COM OS COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO. A ATMOSFERA É COMPOSTA DE DUAS CAMADAS A PRIMEIRA QUE VAI DA SUPERFÍCIE ATÉ 80 KM, DENOMINADA DE HOMOSFERA (CONTÉM CERCA DE 99.99% DA MASSA TOTAL DA ATMOSFERA). A SEGUNDA QUE COMEÇA A PARTIR DE 80 KM, DENOMINADA DE HETEROSFERA. A FAIXA DE TRANSIÇÃO ENTRE A HOMOSFERA E HETEROSFERA É CHAMADA DE TURBOPAUSA. NA HOMOSFERA (NOS PRIMEIROS 80 KM DA ATMOSFERA) OBSERVA-SE UMA MISTURA COM PROPORÇÕES CONSTANTES DE NITROGÊNIO (78%), OXIGÊNIO (21%) E ARGON (0.93%), CHAMADOS DE COMPONENTES MAIORITÁRIOS. ALÉM DESSES GASES EXISTEM NESSA CAMADA DA ATMOSFERA OS COMPONENTES MINORITÁRIOS: DIÓXIDO DE CARBONO (0.035%), METANO (0.00014%), ÓXIDO NITROSO (0.00005), HIDROGÊNIO (0.00005), OZÔNIO (0.000006) E OS CFCS (CLOROFLUORCARBONETOS). EXISTEM AINDA EM PROPORÇÕES VARIÁVEIS O VAPOR D’ÁGUA E OS AEROSSÓIS, QUE DEPENDEM DA LOCALIZAÇÃO ONDE SE ENCONTRAM. OS AEROSSÓIS QUE POR SUA PRÓPRIEDADES ÓPTICA QUE PELAS ATIVIDADES QUIMICAS SÃO MUITO IMPORTANTES PARA OS PROCESSOS DE TROCAS DE ENERGIA ENTRE OS COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO. O VAPOR D’ÁGUA SÃO ÓTIMOS ABSORVEDORES DE RADIAÇÃO SOLAR (RADIAÇÃO DE ONDA CURTAS) E DE RADIAÇÃO TERRESTRE (RADIAÇÃO DE ONDAS LONGAS), SERVINDO COMO UMA MANTA MANTENDO O CALOR NA BAIXA ATMOSFERA, ESCESSIAL PARA A VIDA NO PLANETA. APESAR DE COMPOR CERCA DE 99,93% DO VOLUME DE AR SECO E LIMPO, O NITROGÊNIO, OXIGÊNIO E ARGON TEM POUCA IMPORTÂNCIA PARA OS FENÔMENOS DE TEMPO. A IMPORTÂNICA DE UM GÁS OU AEROSSOL NÃO ESTÁ ASSOCIADO A SUA AMBUDÂNCIA RELATIVA. POR EXEMPLO, O CO2 (DIÓXIDO DE CARBONO) É MUITO IMPORTÂNTE PARA A FOTOSSINTESE DAS PLANTAS E EMBORA SÓ CONSTITUA APENAS 0.035% DO VOLUME DA ATMOSFERA ELA É UM EXCELENTE ABSORVIDOR DE RADIAÇÃO DE ONDAS LONGAS, FAZENDO COM QUE O CALOR FIQUE RETIDO NA BAIXA ATMOSFERA AQUECIDA. O PERCENTUAL DE CO2 VEM CRESCENDO NAS ÚLTIMAS DÉCADAS DECORRENTE DA QUEIMA DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS (MADEIRA, CARVÃO, GÁS NATURAL E PETRÓLEO). MUITO DO DIÓXIDO DE CARBONO É RETIRADO DA ATMOSFERA PELOS OCEANOS E PLANTAS, PORÉM, CERCA DE 50% FICA AINDA EM SUSPENSÃO NO AR. MUITOS ESTUDOS MOSTRARAM QUE ESSA QUANTIDADE EXCENDENTE DE DIÓXIDO DE CARBONO PODE FAVORECER PARA O AQUECIMENTO DO GLOBO, PRODUZINDO MUDANÇAS NO SISTEMA CLIMÁTICO. O VAPOR D’ÁGUA É UM DOS ELEMENTOS DA ATMOSFERA MAIS VARIÁVEL E TAMBÉM TEM UMA PARTICIPAÇÃO RELATIVA. NOS TRÓPICOS O VAPOR D’ÁGUA TEM UMA PARTICIPAÇÃO DE 4% DA BAIXA ATMOSFERA, ENQUANTO QUE NOS DESERTOS E CALOTAS POLARES ESSA PARTICIPAÇÃO É DE APENAS 1%. COMO A ÁGUA É UM ELEMENTO QUE É ENCONTRADO EM 3 ESTADOS FÍSICO (SÓLIDO, GASOSO E LÍGIDO), SUA MUDANÇAS LIBERAM CALOR LATENTE QUE SÃO TRANSPORTADOS PELOS VENTOS FAVORECENDO ENERGIA QUE ALIMENTA AS TEMPESTADES OU MODIFICANDO A CIRCULAÇÃO ATMOSFERA. O OZÔNIO É A FORMA TRIATÔMICA DO OXIGÊNIO, O OXIGÊNIO QUE RESPIRAMOS ESTÁ NA FORMA DIATÔMICA. A QUANTIDADE DE OZÔNIO NA ATMOSFERA DEPENDE DA LATITUDE, ESTAÇÕES DO ANO, DO HORÁRIO E DOS PADRÕES METEOROLÓGICOS REINANTES. ELE É ENCONTRADO ENTRE 10 – 50 KM DE ALTURA NA ATMOSFERA, SENDO SEU MÁXIMO OCORRE EM TORNO DE 22 - 25 KM. A FORMAÇÃO DO OZÔNIO DEPENDE DOS PROCESSOS QUE ENVOLVEM A ABSORÇÃO DO FLUXO DE RADIAÇÃO SOLAR. A CONCENTRAÇÃO DE OZÔNIO DEPENDE DA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA ABSORVIDA E DA DENSIDADE DA ATMOSFERA. A ATMOSFERA TEM QUE PERMITIR QUE AS COLIÇÕES ENTRE O OXIGÊNIO MOLECULAR E ATÔMICO. O OZÔNIO É MUITO IMPORTANTE POIS FILTRAM A RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA, NAQUILO QUE CHAMAMOS DE FOTODISSOCIAÇÃO, OU SEJA, O ATÔMO LIVRE DE OXIGÊNIO RECOMBINA-SE NOVAMENTE PARA FORMA OUTRA MOLÉCULA DE OZÔNIO. DESDE A DÉCADA DE 70 MUITOS ESTUDIOSOS ESTÃO PREOCUPADOS COM A INCLUSÃO DOS GASES CHAMADOS DE CLOROFLUORCARBONESTOS NA ATMOSFERA. ESSES GASES SÃO ENCONTRADOS NOS SPRAYS, NA FABRICAÇÃO DE ALGUNS PLÁSTICOS E EM EQUPAMENTOS DE REFRIGERAÇÃO E DE AR CONDICIONADOS. COMO OS CFCS SÃO INÉRTEIS (NÃO TEM REAÇÃO QUÍMICA), PARTE DELE CONSEGUEM ASCENDER NA ATMOSFERA E CHEGAM NA CAMADA DE OZÔNIO, QUE DEVIDO A RADIAÇÃO SOLAR, ELES SÃO SEPADADOS EM SEUS ATÔMOS CONSTITUINTES (CLORO, FLUOR E CARBONETOS). OS ATÔMOS DE CLORO LIBERADOS REAGEM COM AS MOLÉCULAS DE OZÔNIO TRANSFORMANDO EM OXIGÊNIO. ALÉM DESSES GASES E DO VAPOR D’ÁGUA EXISTEM NA ATMOSFÉRICAS PARTÍCULAS EM SUSPENSÃO DENOMINADAS DE AEROSSÓIS. ALGUNS DESSES AEROSSÓIS SÃO VISSÍVEIS A OLHO NÚ (AS GOTÍCULAS DE ÁGUA E CRISTAIS DE GELO) NA FORMA DE NUVENS. ESSES AEROSSÓIS SE CONCENTRAM NA BAIXA ATMOSFERA, PRÓXIMO A SUA FONTE PRINCIPAL À SUPERFÍCIE TERRESTRE. SÃO ORIUNDOS DAS CHAMINÉS DAS INDUSTRIAS E QUEIMADAS (FUMAÇA), DAS ATIVIDADES AGRO-PECUÁRIAS (AGROTOXICOS), DA EROSÃO DO SOLO PELO VENTO (POEIRA), ATIVIDADE VULCÂNICAS (POEIRA E FUMAÇA), DA QUEBRA DAS ONDAS DO MAR (CRISTAIS DE SAIS MARINHOS). PORÉM, ALGUNS AEROSSÓIS PODEM ORIGINAR-SE NA ALTA ATMOSFERA ATRAVÉS DOS METEOROS QUE SE DESINTEGRAM. APESAR DA CONCENTRAÇÃO DOS AEROSSÓIS SER MUITO PEQUENA A SUA PRESENÇA É MUITO IMPORTANTE, EM PRIMEIRO LUGAR DEVIDO AO FATO DESSES SEREM ESSENCIAIS PARA A FORMAÇÃO DAS NUVENS, GELO E PRECIPITAÇÃO, POIS AGEM COMO NÚCELOS DE CONDENSAÇÃO PARA A FORMAÇÃO DAS GOTÍCULAS DE ÁGUAS E CRISTAIS DE GELO); EM SEGUNDO LUGAR POR MODIFICAREM A QUANTIDADE DE RADIAÇÃO AMBIENTE (ABSORVENDO OU REFLETINDO RADIAÇÃO), INFLUENCIANDO NA TEMPERATURA;EM TERCEIRO LUGAR POR CONTRIBUIR PARA UM FENÔMENO ÓTICO QUE APRESENTA VÁRIAS TONALIDADES DE VERMELHO E LARANJA NO NASCER DO SOL (A RADIAÇÃO SOLAR INCIDENTE É ESPALHADA PARA FORA DO FEIXE DO VISSÍVEL E PORTANTO A RADIAÇÃO SOLAR CONTÉM MAIS LUZ DO EXTREMO VERMELHO A LARANJA DEVIDO A PRESENÇA DA CONCETRAÇÃO DE AEROSSÓIS). APROXIMADAMENTE 99% DA MASSA DA ATOMOSFERA FICA CONTIDA NOS PRIMEIROS 30 KM, ENQUANTO QUE 90% DE SUA MASSA CONCENTRA-SE NOS PRIMEIROS 20 KM. CERCA DE 99.9% DA MASSA TOTAL DA ATMOSFERA ENCONTRA-SE NOS PRIMEIROS 50 KM, ENQUANTO QUE 0.03% ENCONTRA-SE ENTRE 50 – 80 KM DE ALTURA DA ATMOSFERA. A PRIMEIRA FAIXA DA ATMOSFERA É CHAMADA DE TROPOSFERA QUE SE ESTENDE DA SUPERFÍCIE ATÉ 10 – 12 KM DE ALTURA. NELA A PRESSÃO DECRESCE MUITO RAPIDAMENTE (EXPONECIALMENTE) E A TEMPERATURA DECAI GRADATIVAMENTE (APROXIMADAMENTE LINEAR) NUMA TAXA (LAPSE RATE) DE 6.5 GRAUS CELSIUS (OC). É NESSA FAIXA QUE ENCONTRAMOS QUASE TODA A TOTALIDADE DE VAPOR D’ÁGUA EXISTENTE NA ATMOSFERA E CERCA DE 80% DA MASSA TOTAL. É NESSA FAIXA DA ATMOSFERA (TROPOSFERA) QUE OCORRE A MAIORIA DOS FENÔMENOS METEOROLÓGICOS E É O PRINCIPAL DOMÍNIO DOS METEOROLOGISTAS. NA TROPOSFERA AS PROPRIEDADES ATMOSFÉRICAS SÃO TRANSPORTADAS POR TURBULÊNCIA DE LARGA ESCALA E DE MICRO-ESCALA (NA CAMADA LIMITE QUE VAI ATÉ 1 M) E MISTURA. O SEU LIMITE SUPERIOR E DENOMINADO DE TROPOPAUSA. A LOCALIZAÇÃO DA TROPOPAUSA É VARIÁVEL, DEPENDE DA LOCALIZAÇÃO (LATITUDE E LONGITDE) E DOS PADRÕES METEOROLÓGICOS REINANTES. ELA É CARACTERIZADA PELA ESTACIONALIDADE DA TEMPERATURA (A TEMPERATURA PARA DE DECRESCER OU PERMANECE CONSTANTE) . NOS TRÓPICOS A TROPOPAUSA FICA EM TORNO DE 15- 11 KM DE ALTURA, NAS LATITUDES MÉDIAS DE 11 – 8 KM DE ALTURA E NOS POLOS DE 8 – 2 KM DE ALTURA. A SEGUNDA FAIXA QUE TAMBÉM É IMPORTANTE PARA O ESTUDO DO CLIMA CHAMA- SE EXTRATOSFERA. ESSA CAMADA SE ESTENDE DE 12 – 50 KM DE ALTURA E É NELA QUE SE ENCONTRA O OZÔNIO, CUJO PICO MÁXIMO LOCALIZA-SE EM TORNO DE 22 – 25 KM DE ALTURA. O OZÔNIO É RESPONSÁVEL POR FILTRAR A RADIAÇÃO UV (ULTRAVIOLETA) MUITO PREJUDICIAL A SAÚDE HUMANA E AS PLANTAS. NESSA FAIXA A TEMPERATURA AUMENTA COM A ALTURA, DEVIDO A ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA PELO OZÔNIO. NA PARTE SUPERIOR ENCONTRA-SE A EXTRATOPAUSA ONDE AS TEMPERATURAS FICAM PRÓXIMAS DAQUELAS ENCONTRADAS NA SUPERÍFICIE DA TERRA. NA EXTRATOPAUSA A TEMPERATURA PARA DE CRESCER E DEPOIS PERMANECEM CONSTANTES. A TERCEIRA FAIXA DENOMINADA DE MESOSFERA LOCALIZA-SE ENTRE 50 – 80 KM. NA PARTE SUPERIOR DESSA FAIXA (MESOPAUSA) ENCONTRA-SE O LIMITE DA HOMOSFERA. NA MESOSFERA (50 - 80 KM) SE ENCONTRA CERCA DE 0.03% DA MASSA TOTAL DA ATMOSFERA. NO INICIO DA MESOSFERA (EM TORNO DE 55 KM) A TEMPERATURA É CONSTANTE E COMEÇA A DIMINUIR COM A ALTURA EM TORNO DE 70 KM, CUJA TEMPERATURA ATINGE APROXIMADAMENTE – 95 GRAUS CELSIUS (OC) NO SEU LIMITE SUPERIOR (MESOPAUSA). A ÚLTIMA CAMADA É CHAMADA DE TERMOSFERA (ACIMA DE 80 KM). INICIALMENTE ELA É ISOTERMICA E DEPOIS A TEMPERATURA CRESCE RAPIDAMENTE COM A ALTURA, RESULTANTE DA ABSORÇÃO DE RADIAÇÃO SOLAR (ONDAS CURTAS) PELOS ATÔMOS DE NITROGÊNIO E OXIGÊNIO. COMO A DENSIDADE DA TERMOSFERA É MUITO PEQUENA POUCAS MOLÉCULAS CONSEGUEM COLIDIR UMA COM A OUTRA, ASSIM, POUCO É A ENERGIA TRANSFERIDA (CALOR) E É POR ISSO QUE A ABDORÇÃO DA RADIAÇÃO É DETERMINANTE PARA O AUMENTO DA TEMPERATURA NESSA FAIXA DA ATMOSFERA. É NESSA FAIXA QUE SE ORIGINAM AS AURORAS POLARES. NA TERMOSPAUSA AS TEMPERATURAS PODEM CHEGAR ATÉ 2000 GRAUS CELSIUS (OC) A IANOSFERA QUE NÃO É PROPRIAMENTE UMA FAIXA OU CAMADA. NELA QUE SE ENCONTRAM OS IONS E ELETRÓNS LIVRES QUE LHE CONFERE PRÓPRIEDADES ELÉTRICAS, RESPONSÁVEIS PELA TRANSMISSÃO DE ONDAS DE RÁDIOS. ELA SE ENCONTRA DENTRO DA TERMOSFERA, ENTRE 90 – 500 KM DE ALTURA . POR FIM ÚLTIMA FAIXA, A EXOSFERA QUE É A FAIXA ACIMA DE 900 KM. O AR É MUITO RAREFEITO E AS MOLÉCULAS DE GÁS "ESCAPAM" CONSTANTEMENTE PARA O ESPAÇO. POR ISSO É CHAMADA DE EXOSFERA (PARTE EXTERNA DA ATMOSFERA) ]HIDROSFERA A HIDROSFERA CONSISTE DE TODA ÁGUA NA FASE LÍQUIDA DISTRIBUÍDA NA ERRA. INCLUI OS OCEANOS, MARES INTERIORES, LAGOS, RIOS E ÁGUA SUBTERRÂNEA. SEM DÚVIDA, OS OCEANOS SÃO OS MAIS IMPORTANTES PARA OS ESTUDOS CLIMÁTICOS. OS OCEANOS COBREM, APROXIMADAMENTE, 2/3 DA SUPERFÍCIE DO PLANETA, TAL QUE A MAIOR PARTE DA RADIAÇÃO SOLAR QUE ALCANÇA A TERRA É ABSORVIDA POR ELES. POR CAUSA DE SUA GRANDE MASSA E CALOR ESPECÍFICO OS OCEANOS CONSTITUEM UM ENORME RESERVATÓRIO DE ENERGIA. A ENERGIA ABSORVIDA PELOS OCEANOS RESULTA NUMA TROCA RELATIVAMENTE PEQUENA DA TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR (TSM), QUANDO COMPARADA ÀS TROCAS QUE OCORRERIAM SOBRE O SOLO. DEVIDO A SUA INÉRCIA TÉRMICA OS OCEANOS ATUAM COMO ABAFADORES E REGULADORES DE TEMPERATURA. UMA VEZ QUE OS OCEANOS SÃO MAIS DENSOS QUE A ATMOSFERA, ELES TÊM UMA INÉRCIA MECÂNICA MAIOR E UMA ESTRATIFICAÇÃO MAIS PRONUNCIADA. A PARTE SUPERIOR DO OCEANO É A MAIS ATIVA, COM UMA CAMADA SUPERFICIAL BEM MISTURADA DA ORDEM DE 100M. OS OCEANOS MOSTRAM CIRCULAÇÕES MUITO MAIS LENTAS DO QUE A ATMOSFERA. ELES FORMAM GRANDES CIRCULAÇÕES QUASE HORIZONTAIS COM AS CORRENTES OCEÂNICAS E LENTAS SOBREPOSIÇÕES TERMOHALINA (SOBREPOSIÇÕES DEVIDO ÀS VARIAÇÕES DE DENSIDADE ASSOCIADAS COM TROCAS NA TEMPERATURA E SALINIDADE). NUMA ESCALA MENOR A CIRCULAÇÃO OCEÂNICA TAMBÉM MOSTRA VÓRTICES, MAS A TURBULÊNCIA É MENOS PRONUNCIADA QUE NA ATMOSFERA. A RESPOSTA OU TEMPO DE RELAXAÇÃO PARA OS OCEANOS VARIA NUMA FAIXA DE TEMPO ELEVADO, QUE SE ESTENDE DE SEMANAS A MESES NA CAMADA SUPERIOR MISTURADA, A ESTAÇÕES NA TERMOCLINA (ENCONTRADA HÁ VÁRIAS CENTENAS DE METROS DE PROFUNDIDADE), A CENTENAS OU MILHARES DE ANOS NO OCEANO PROFUNDO. AS CORRENTES OCEÂNICAS TRANSPORTAM PARTE DO CALOR ESTOCADO NOS OCEANOS DAS REGIÕES INTERTROPICAIS, ONDE EXISTE UM EXCESSO DE CALOR DEVIDO A MAIOR INCIDÊNCIA DE RADIAÇÃO SOLAR INTENSA, EM DIREÇÃO AS REGIÕES MAIS FRIAS DAS LATITUDES MÉDIAS E ALTAS. A ATMOSFERA E OS OCEANOS SÃO FORTEMENTE ACOPLADOS. INTERAÇÕES MAR-AR OCORREM EM MUITAS ESCALAS NO ESPAÇO E NO TEMPO ATRAVÉS DO INTERCÂMBIO DE ENERGIA, MATÉRIA E MOMENTUM NA INTERFACE OCEANO- ATMOSFERA, COMO PODE SER VISTO NAS MODIFICAÇÕES DE MASSAS DE AR, TAIS COMO DE AR MARÍTIMO PARA CONTINENTAL. O INTERCÂMBIO DE VAPOR D’ÁGUA ATRAVÉS DA EVAPORAÇÃO PARA A ATMOSFERA SUPRE DE VAPOR D’ÁGUA E PARTE DA ENERGIA PARA O CICLO HIDROLÓGICO, CONDUZINDO A CONDENSAÇÃO, PRECIPITAÇÃO E RUNOFF. EM OUTRAS PALAVRAS, A PRECIPITAÇÃO INFLUENCIA FORTEMENTE A DISTRIBUIÇÃO DE SALINIDADE DOS OCEANOS. EXISTEM INTERAÇÕES INTERNAS NA ATMOSFERA E OCEANOS, PRINCIPALMENTE, QUANDO E ONDE OS GRADIENTES DE SUAS PROPRIEDADES INTENSIVAS (TEMPERATURA E SALINIDADE) SÃO GRANDES. OS LAGOS, RIOS E ÁGUAS SUBTERRÂNEAS SÃO ELEMENTOS ESSENCIAIS DO RAMO TERRESTRE DO CICLO HIDROLÓGICO E SÃO FATORES IMPORTANTES NO CLIMA GLOBAL. ELES TAMBÉM INFLUENCIAM O CLIMA NA ESCALA REGIONAL OU LOCAL. OS RIOS SÃO FATORES IMPORTANTES NA SALINIDADE PRÓXIMA À COSTA. CRIOSFERA A CRIOSFERA REPRESENTA O MAIOR RESERVATÓRIO DE ÁGUA DOCE DA TERRA. ENTRETANTO, SUA IMPORTÂNCIA PARA O SISTEMA CLIMÁTICO RESULTA, PRINCIPALMENTE, DE SUA REFLETIVIDADE (ALBEDO) PARA A RADIAÇÃO SOLAR E SUA BAIXA CONDUTIVIDADE TÉRMICA. UMA VEZ QUE A COBERTURA DE NEVE CONTINENTAL E O MAR DE GELO SOFREM MUDANÇAS SAZONALMENTE, ELES CONDUZEM A GRANDES VARIAÇÕES INTRANUAL E, ÀS VEZES, INTERANUAL NA CONTABILIDADE ENERGÉTICA DAS REGIÕES CONTINENTAIS E DA CAMADA SUPERIOR MISTURADA DO OCEANO. SOMANDO- SE AS VARIAÇÕES SAZONAIS DA CRIOSFERA, GRANDES TROCAS PODEM OCORRER EM PERÍODOS DE TEMPO MUITO LONGO. DEVIDO À ALTA REFLETIVIDADE DA NEVE E DO GELO PARA A RADIAÇÃO SOLAR E A BAIXA DIFUSIVIDADE TÉRMICA DO MAR DE GELO, COMPARADA ÀQUELA DA ÁGUA AGITADA, OS CAMPOS DE NEVE E DE GELO ATUAM, NAS ALTAS LATITUDES, COMO ISOLANTES PARA A CAMADA SUBJACENTE AO SOLOE ÁGUA, PREVENINDO-A DA PERDA DE CALOR PARA A ATMOSFERA. O FORTE RESFRIAMENTO DA ATMOSFERA PRÓXIMO À SUPERFÍCIE DO SOLO REDUZ A CONVECÇÃO E CONTRIBUI PARA A OCORRÊNCIA DE UM CLIMA LOCAL MAIS FRIO. A CRIOSFERA COMPREENDE AS GRANDES MASSAS DE NEVE E GELO DA SUPERFÍCIE DA TERRA. ELA INCLUI OS EXTENSOS CAMPOS DE GELO DA GROENLÂNDIA E ANTÁRTICA, OUTRAS GELEIRAS CONTINENTAIS E CAMPOS DE NEVE, MAR DE GELO E PERMAFROST. O MAIOR CAPACETE DE GELOCONTINENTAL VARIA MUITO LENTAMENTE PARA INFLUENCIAR O CLIMA SAZONAL OU INTERANUAL. ENTRETANTO, ELE DESEMPENHA O PAPEL PRINCIPAL NAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS DE ESCALAS DE TEMPO MUITO LONGAS, ATÉ DEZENAS DE MILHARES DE ANOS, TAIS COMO AS ERAS GLACIAIS E INTERGLACIAIS QUE OCORRERAM DURANTE O PLEISTOCENO. UMA GLACIAÇÃO BAIXARÁ O NÍVEL DO MAR, POSSIVELMENTE UNS 100M OU MAIS, AFETANDO ENTÃO, A FORMA E OS LIMITES DOS CONTINENTES. DEVIDO AS SUAS GRANDES MASSAS E SOLIDEZ, OS CAPACETES DE GELO DESENVOLVEM UMA DINÂMICA ESPECIAL DE SUAS PROPRIEDADES, COM MOVIMENTOS LENTOS. OCASIONALMENTE, CAPACETES DE GELO SOBRE OS OCEANOS PODEM SE QUEBRAR E FORMAR ICEBERG. MONTANHAS DE GELO SE MOVEM LENTAMENTE SOB A AÇÃO DA GRAVIDADE, SE ESPARRAMAM OU SE DISSIPAM AO LONGO DE SÉCULOS, DEPENDENDO DO ACÚMULO LOCAL DE NEVE E DA TEMPERATURA. LITOSFERA INCLUI OS CONTINENTES CUJA TOPOGRAFIA AFETA OS MOVIMENTOS DO AR. A LITOSFERA TEM O MAIOR TEMPO DE RESPOSTA DE TODOS OS COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO EM ESCALAS DE TEMPO CONSIDERADAS. A LITOSFERA PODE ESTAR RELACIONADA AO CARÁTER QUASE PERMANENTE DO SISTEMA CLIMÁTICO. EXISTE UMA FORTE INTERAÇÃO DA LITOSFERA COM A ATMOSFERA ATRAVÉS DA TRANSFERÊNCIA DE MASSA, MOMENTUM ANGULAR E CALOR SENSÍVEL, BEM COMO ATRAVÉS DA DISSIPAÇÃO DE ENERGIA CINÉTICA POR ATRITO NA CAMADA LIMITE PLANETÁRIA (CLP). A TRANSFERÊNCIA DE MASSA OCORRE PRINCIPALMENTE, NA FORMA DE VAPOR D’ÁGUA, CHUVA E NEVE E, EM MENOR QUANTIDADE, NA FORMA DE PARTÍCULAS E POEIRA. VULCÕES LANÇAM MATÉRIA E ENERGIA DA LITOSFERA PARA A ATMOSFERA, AUMENTANDO ASSIM, A TURBIDEZ DO AR. O MATERIAL PARTICULADO ADICIONADO, BEM COMO OS GASES ORIGINADOS DO ENXOFRE EJETADO, CONDENSA NA TROPOSFERA FORMANDO O QUE SE DENOMINA AEROSSOL. O MATERIAL INCORPORADO NA ATMOSFERA TEM UM EFEITO IMPORTANTE NO BALANÇO DE RADIAÇÃO E, POR ISSO, NO CLIMA DA TERRA. EXISTE TAMBÉM UMA TRANSFERÊNCIA DE GRANDE ESCALA DE MOMENTUM ANGULAR ENTRE A LITOSFERA E OS OCEANOS PRESUMIVELMENTE ATRAVÉS DA AÇÃO DOS TORQUES ENTRE OS OCEANOS E OS CONTINENTES. A UMIDADE DA CAMADA ATIVA DA LITOSFERA CONTINENTAL TEM UMA MARCADA INFLUÊNCIA NO BALANÇO DE ENERGIA LOCAL, AFETANDO A TAXA DE EVAPORAÇÃO, O ALBEDO DA SUPERFÍCIE E A CONDUTIVIDADE DO SOLO. BIOSFERA COMPREENDE A VEGETAÇÃO TERRESTRE, A FAUNA CONTINENTAL E A FLORA E FAUNA DOS OCEANOS. A VEGETAÇÃO ALTERA A RUGOSIDADE E O ALBEDO DA SUPERFÍCIE, A EVAPORAÇÃO, O RUN-OFF E A CAPACIDADE DE CAMPO DO SOLO. ALÉM DISSO, A BIOSFERA INFLUENCIA O BALANÇO DE DIÓXIDO DE CARBONO NA ATMOSFERA E OCEANOS ATRAVÉS DA FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃO. NO GERAL, A BIOSFERA É SENSÍVEL A MUDANÇAS NO CLIMA. AS ASSINATURAS DESSAS TROCAS, ENCONTRADAS NOS FÓSSEIS, ANÉIS DE ÁRVORES, PÓLEN ETC., DURANTE AS ERAS PASSADAS, FORNECEM INFORMAÇÕES SOBRE OS PALEOCLIMAS DA TERRA.