Quando você olha para o céu, a troposfera é crucial para nutrir o nuvens acima de TI. Mas além desta camada respirável, existem cinco outras regiões importantes para a vida na Terra.
Na troposfera, correntes de jato funcionam como superestradas aéreas. Estas correntes de ar de fluxo rápido, moldadas pela rotação do planeta e pela variação de temperatura, ditam grande parte das rotas de voo transcontinentais e dos padrões climáticos. Os aviões comerciais navegam por esses corredores.
Dentro da calma estratosférica, as moléculas de ozônio protegem – absorvendo vigilantemente a radiação ultravioleta prejudicial. A elegância da aurora enfeita a termosfera. Aqui, acima das nuvens mais altas, os satélites orbitam a Terra. Acima dela está a exosfera, mais coloquialmente conhecida como “espaço sideral”.
Vamos nos aprofundar nas camadas da atmosfera e explorar o que existe dentro de cada uma delas.
Infográfico
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A Troposfera: O Motor Meteorológico da Terra
A troposfera é a camada atmosférica mais próxima da superfície da Terra, onde ocorrem praticamente todas as nuvens e fenômenos climáticos, e varia em altura. Tem apenas seis quilômetros de altura nos pólos, mas chega a 20 quilômetros de altura no equador. Temperatura geralmente diminui com a altura na troposfera, atingindo seu ponto mais frio no tropopausa, a fronteira entre a troposfera e a estratosfera.
As temperaturas aqui podem ser tão baixas quanto -60°F (-51°C)!
As tempestades se formam e se dissipam nesta camada, os arco-íris formam um arco no céu após as chuvas e os ventos alísios viajam incansavelmente sobre os oceanos.
Influência Climática e Atividade Humana
A troposfera está inextricavelmente ligada às atividades humanas, influenciando os padrões climáticos. A presença abundante de gases com efeito de estufa, principalmente provenientes da combustão de combustíveis fósseis, intensifica o aquecimento global e perturba os ritmos climáticos naturais.
A atividade industrial emite dióxido de carbono nesta camada atmosférica, agravando o efeito estufa.
A urbanização desloca paisagens naturais e altera os microclimas locais. Estas mudanças localizadas, embora aparentemente pequenas, podem culminar em mudanças climáticas significativas à escala global.
As práticas agrícolas modificam a composição química da troposfera através da libertação de metano e transformam o albedo (a capacidade de reter calor) da Terra, influenciando o clima local e as tendências climáticas a longo prazo. As mudanças no uso da terra, a desflorestação e certas culturas, como os arrozais, amplificam estes efeitos.
A estratosfera: o domínio do ozônio
A estratosfera fica acima da troposfera e é a camada protetora que nos protege da prejudicial radiação ultravioleta do sol, graças ao ozônio. Aqui, os jatos comerciais navegam, aproveitando a relativa calma e estabilidade da camada para viagens mais eficientes. A estratosfera está cerca de 6 a 20 quilômetros acima da superfície da Terra, mais próxima da superfície nos pólos, e termina cerca de 31 milhas acima de nós.
Devido ao calor liberado pela criação de ozônio devido aos raios UV do sol, as temperaturas aumentam com a altura nesta camada. As temperaturas no topo da estratosfera são em média em torno de 5°F (-15°C).
Ao contrário da troposfera, o clima raramente ocorre na estratosfera e normalmente está confinado às camadas mais baixas (os “topos excessivos” das tempestades). No entanto, ocasionalmente, nuvens noctilucentes se formam aqui.
Nuvens noctilucentes, também conhecidas como nuvens polares mesosféricas, aparecem em grandes altitudes na estratosfera, geralmente durante os meses de verão nas regiões polares. Eles são compostos de minúsculos cristais de gelo que refletem a luz solar, criando uma impressionante exibição de tons luminosos de azul e prata contra o céu noturno.
A formação de nuvens noctilucentes ainda não é totalmente compreendida, acrescentando um ar de intriga a estes fenómenos indescritíveis. Os cientistas acreditam que eles se formam quando o vapor de água congela nas partículas de poeira meteórica no alto da atmosfera. As temperaturas extremamente baixas nas partes superiores da estratosfera, combinadas com a presença destas partículas microscópicas, criam as condições perfeitas para a sua formação.
Em altitude de cruzeiro, os jatos comerciais cortam a estratosfera inferior.
Os aviões normalmente navegam pela estratosfera inferior, contornando a camada de ozônio, para obter condições ideais de voo.
A Mesosfera: Mistérios e Meteoros
A mesosfera, a terceira camada da atmosfera da Terra, situa-se acima da estratosfera e é onde as temperaturas do ar começam a cair. Com uma altitude entre 31 e 53 milhas, embora as temperaturas sejam um tanto toleráveis para os humanos mais próximos da superfície, nas partes superiores as temperaturas caem para -184°F (-120°C).
Mas isso é bom, pois as características térmicas da mesosfera auxiliam em um importante trabalho planetário: a desintegração dos meteoróides. Quando observamos uma estrela cadente atravessando o céu noturno, testemunhamos essas partículas vaporizando nas temperaturas crescentes da mesosfera à medida que descem.
Esta camada atmosférica permanece menos explorada do que outras, pois é demasiado alta para aeronaves e demasiado baixa para satélites, criando uma barreira que desafia a observação humana direta. No entanto, protege o nosso planeta, incinerando a maioria dos meteoros que ousam entrar na atmosfera da Terra.
A Termosfera: Aquecendo
A termosfera fica entre 53 milhas (85 km) e 375 milhas (600 km) acima da superfície da Terra e é uma movimentada superestrada para satélites feitos pelo homem.
Aqui os satélites podem manter órbitas consistentes ao redor do planeta. Graças às escassas moléculas atmosféricas da termosfera, estes satélites enfrentam menos arrasto, permitindo-lhes mover-se mais livremente e manter a sua velocidade com um consumo mínimo de combustível.
A atmosfera começa a ficar mais fina nesta camada, embora haja uma diferença drástica de temperatura nesta camada (a maior de todas – daí o seu nome!). Embora as temperaturas na parte inferior da termosfera sejam tão baixas quanto -184°F (-120°C), no topo desta camada as temperaturas podem subir acima de 3.600°F (2.000°C)!
A Majestade da Aurora
A aurora boreal e a aurora austral pintam o céu com uma beleza inspiradora, visível principalmente nas altas latitudes. Eles normalmente ocorrem nas regiões mais baixas da termosfera. Melhor testemunhados nas regiões polares, estes fenómenos naturais são uma colisão espectacular de partículas e gases atmosféricos.
Onde começa o “espaço sideral”?
A demarcação entre atmosfera e espaço não é uma fronteira clara, mas um desvanecimento gradual no cosmos. A maioria das definições atuais coloca isso em algum lugar da termosfera.
Linha Kármán: A cerca de 100 km acima da Terra, a Linha Kármán é reconhecida internacionalmente como o limite do espaço. O aerodinamicista Theodore von Kármán calculou onde a atmosfera se torna muito fina para suportar o voo aeronáutico. A Fédération Aéronautique Internationale usa a Linha Kármán para definir regiões astronáuticas versus regiões aeronáuticas. Acima desta altitude, as naves espaciais estão sujeitas às leis espaciais internacionais e não às regras da aviação.
Theodore von Kármán fez um excelente trabalho: em 2009, os cientistas relataram que um Supra-Thermal Ion Imager (um instrumento que mede a direção e a velocidade dos íons) permitiu-lhes estabelecer um limite a 118 km (73,3 milhas) acima da Terra, muito próximo aos cálculos de Theodore von Kármán.
A Exosfera: Bem-vindo ao espaço sideral
Situada no topo das camadas atmosféricas da Terra, a exosfera é onde o ar gradualmente dá lugar ao vazio do espaço. Átomos de hidrogênio e hélio finamente dispersos sussurram a transição do ar que respiramos para o vazio cósmico.
Existem poucas moléculas de ar nesta região esparsa, esquivando-se dos satélites enquanto orbitam.
Aqui, a fronteira entre a atmosfera e o espaço sideral torna-se indistinta. No limite exterior da exosfera, os gases escapam ao alcance da Terra, sangrando lentamente no vazio do espaço interplanetário.
A exosfera se estende por 10.000 quilômetros acima de nós, desaparecendo no oceano celestial. Aqui, o termo “ar” perde o seu significado tradicional à medida que avançamos na ponta dos pés nas extensões do espaço.
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