A Meteorologia no dia-a-diaFormação Contínua de Professores

Universidade dos Açores

Trabalho realizado por:Teófilo BragaSimão MeloDulce MoreiraCarlos Resendes

• A atmosfera é a mistura de gases que envolve a Terra. O seu limite situa-se a cerca de 1000 km acima do nível do mar. Embora 99% da massa que constitui a atmosfera se localize a menos de 40 km de altitude.

• A atmosfera tem um papel fundamental para assegurar a vida na Terra. Ela é um meio gasoso que interage com a hidrosfera, litosfera, biosfera e criosfera.

Proteger o planeta em relação à matéria e radiação que provêm do espaço;

Manter a temperatura adequada à existência de vida na Terra.

A Terra formou-se à cerca de 4600 milhões de anos. Nessa altura, as erupções vulcânicas eram abundantes e havia grande libertação de gases como o vapor de água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). Também era constituída, em menor escala, por azoto (N2), sulfureto de hidrogénio (H2S), amoníaco (NH3), metano (CH4), monóxido de carbono (CO) e hidrogénio (H2).

Com o arrefecimento da Terra, o vapor de água condensou formando-se assim os oceanos.

Após a formação dos oceanos, os primeiros seres autotróficos começaram a realizar fotossíntese e assim a utilizar o dióxido de carbono espalhado na atmosfera.

Forma-se o oxigénio, essencial à vida, que se vai acumulando pela atmosfera terrestre.

O azoto, que por sua vez também tem uma grande influência na vida, é fixado em bactérias capazes de produzir amoníaco, desencadeando ciclos bioquímicos que conduzem à formação de aminoácidos, as unidades estruturais das proteínas que entram na constituição dos seres vivos.

O azoto era inicialmente pouco abundante mas, como se trata de um gás pouco reactivo, foi-se acumulando na atmosfera à medida que se libertava da crosta terrestre.

A partir do oxigénio desencadearam-se outras reacções, nomeadamente, a formação de ozono que existe na estratosfera.

A atmosfera é um invólucro gasoso que rodeia a Terra e gira em sincronia com ela.

A divisão da atmosfera em camadas deve-se, essencialmente a três pontos de inversão de temperatura.

A divisão da atmosfera em camadas baseia-se na existência de pontos de inflexão na curva que traduz a relação da temperatura com a altitude.

De um modo geral, a densidade da atmosfera diminui com a altitude.

Estas oscilações de temperatura estão relacionadas com o predomínio de cada uma das três fontes de calor disponíveis: absorção directa da radiação solar ultravioleta; reacções químicas exotérmicas, sobretudo a formação do ozono; e absorção da radiação infravermelha emitida pela Terra.

As camadas da atmosfera são definidas precisamente a partir de pontos mínimos e máximos da variação da temperatura com a altitude.

As zonas de fronteira tomam o nome de tropopausa, estratopausa, mesopausa e termopausa, significando, respectivamente, os limites da troposfera, estratosfera, mesosfera e termosfera.

A Temperatura, densidade e pressão diminuem com o aumento da atitude.

A maior parte dos fenómenos meteorológicos que condicionam o estado do tempo passam-se na troposfera, que é a região mais activa relativamente a fenómenos observáveis.

Ocorre efeito térmico da radiação: absorção de radiação por parte do ar que origina aumento de temperatura.

A densidade e a pressão diminuem com o aumento da atitude até se considerarem praticamente constantes.

A temperatura aumenta com o aumento da atitude.

Ocorre o efeito químico da radiação: decomposição do ozono devido à absorção de UVB.

A temperatura diminui com o aumento da atitude.

Nesta camada a densidade do ar é já muito reduzida, praticamente não ocorrem reacções químicas.

A temperatura aumenta muito com o aumento da atitude.

É uma camada muito sensível à intensa radiação solar.

A pressão atmosférica e a densidade são praticamente nulas.

Ocorre o efeito químico da radiação: ionização das moléculas de O2 e N2 devido à absorção de UVC.

Camada mais exterior da atmosfera

As temperaturas nesta camada atingem valores superiores a 1000 K.

Características das camadas da atmosfera

Todos estes componentes são de origem natural, mas muitos deles resultam também da actividade humana, ex. CO2 e CO.

Na atmosfera existem ainda outros componentes (provêm apenas da actividade humana), ex. clorofluorocarbonetos – os CFCs usados nos sprays, nos frigoríficos e nos aparelhos de ar condicionado.

Todos os gases resultantes da actividade humana dizem-se de ORIGEM ANTROPOGÉNICA.

A concentração dos componentes vestigiais da atmosfera têm sofrido nos últimos anos alterações significativas.

Óxidos de carbono Óxidos de enxofre Óxidos de azoto CFCs Compostos orgânicos volateis (COV) Matéria Particulada

Poluentes atmosféricos

Fontes dos poluentes antropogénicos

Consequências

•Óxidos de carbono CO2 e CO

•Desflorestação•Incêndios florestais•Queima dos combustíveis fósseis

•CO2 agravamento do efeito de estufa• CO veneno

•Óxidos de enxofre SO2 e SO3

• Queima de combustíveis fosseis •Indústria do papel •Indústria petrolífera •Incêndios florestais

• Contribuição para as chuvas ácidas • Contribuição para o smog

•Óxidos de azotoNO2, NO e N2O

• Agricultura •Queima de combustíveis nos meios de transporte

• Contribuição para as chuvas (NO2).•Produção de O3 junto do solo (NO2)• Contribuição para o smog (fumo + nevoeiro)

•Clorofluorocarbonetos CFC

• Sprays • Indústria do frio• Aparelhos de ar condicionado

• Destruição da camada de ozono na estratosfera

• Metano e Etano CH4 e C2H6

•Funcionamento de motores • Agricultura •Ruminantes

• Agravamento do efeito de estufa • Reacções alérgicas

• Matéria partículada Fumos, Poeiras

• Indústria metalúrgica e petroquímica

• Doenças pulmonares

O Sol, cuja superfície se encontra a cerca de 6000ºC, emite radiações electromagnéticas de todos os tipos com maior intensidade na zona do visível, mas também nas zonas do ultravioleta e infravermelho.

A radiação solar que atinge a atmosfera terrestre interage com ela, podendo:

◦ Ser reflectida pelos átomos e moléculas constituintes do ar e pelas partículas em suspensão na atmosfera;

◦ Propagar-se nos meios materiais;

◦ Ser totalmente ou parcialmente absorvida pelos átomos ou moléculas.

A Terra absorve, reflecte e emite radiação.

O albedo é considerado a fracção de radiação que é reflectida por uma planeta.

A Terra apresenta diferentes albedos consoante a superfície em que incide a radiação proveniente do Sol.

O albedo médio da Terra é de 30%.

A atmosfera constitui um filtro das radiações mais energéticas provenientes do Sol, sem a qual a vida na Terra não seria possível.

A radiação ultra-violeta é uma gama importante do espectro electromagnético sendo comum subdividi-la em 3 tipos:◦ UV-A◦ UV-B◦ UV-C

Radiação UV-A – (menos energética) – é pouco retida pela atmosfera.

Radiação UV-B – (moderada) – é retida pelo ozono(O3) estratosférico e pelo oxigénio (O2).

Radiação UV-C – (mais energética) – absorvida pelo oxigénio(O2) e azoto (N2).

O Ozono (O3) é uma molécula constituída por 3 átomos de Oxigénio. Caracteriza-se por ser muito reactiva e ter um forte poder oxidante.

Há dois tipos de ozono:◦ Ozono estratosférico – existe na estratosfera,

desempenhando um papel vital ao filtrar a radiação solar ultravioleta permitindo a vida na Terra;

◦ Ozono troposférico – existe na troposfera, causando efeitos negativos na saúde do ser humano, na vegetação e nos materiais.

O ozono troposférico é um poluente secundário, ou seja, não é directamente emitido para a atmosfera pelas fontes emissoras, sendo formado através de um conjunto de reacções químicas entre outros poluentes, nomeadamente os NOx e os COV.

O aumento de ozono junto ao solo deve-se em grande parte ao aumento de tráfego automóvel – libertação de CO.

Os mecanismos físico-químicos de formação e destruição de ozono troposférico são processos lentos e complexos, não podendo ser analisados apenas à escala local uma vez que este pode ser transportado pelas massas de ar.

Nas áreas urbanas, na proximidade das fontes emissoras, o monóxido de azoto emitido pelos veículos automóveis pode reagir com o O3, reduzindo a nível local a concentração deste poluente.

Na estratosfera o ozono tanto se forma como se decompõe:

O. + O2 O3

O3 O. + O2

A formação e a decomposição do ozono constituí um equilíbrio dinâmico, o qual tem vindo a ser alterado pela presença de poluentes atmosféricos - os CFCs.

Os CFCs provêm de sistemas de refrigeração como os frigoríficos, ar condicionados e dos aerossóis – os sprays

Os CFCs: São derivados do metano (CH4) e do etano (C2H6)

São gases à temperatura ambiente e têm um ponto de ebulição aproximadamente de 30ºC.

Não são corrosivos, nem inflamáveis ou tóxicos

São muito estáveis, podendo durar até 100 anos.

As moléculas ascendem na troposfera sem sofrerem alteração química, atingindo a estratosfera onde sofrem dissociação por acção das radiações UV, originando quantidades significativas de radicais livres (Cl.) que interagem com o ozono, consumindo-o.

CCl3F + radiação UV Cl2F. + Cl.

Uma das reacções mais importantes para a destruição do ozono, contribuindo de forma significativa para a redução deste gás na atmosfera e provocando o buraco na camada de ozono é:

Cl. + O3 ClO. + O2

O radical Cl. é regenerado

ClO. + O. Cl. + O2

Cl. + O3 ClO. +O2

ClO. + O. …

É a diminuição da espessura da camada de ozono.

O clima sempre variou por motivos naturais. No entanto, dados recentes demonstram que, nas últimas décadas, têm ocorrido variações acima do normal, devido a actividades humanas, industriais e agrícolas.

A radiação solar aquece a superfície terrestre. Uma parte dessa radiação é absorvida ou reflectida novamente para a terra pelos gases com efeito de estufa presentes na atmosfera, como o dióxido de carbono, o vapor de água, o óxido nitroso, o metano e o ozono. Este processo natural denomina-se efeito de estufa e torna possível a vida no nosso planeta. Sem este efeito, a temperatura média global seria de -18°C.

Ao longo do último século, a actividade humana deixou as suas marcas no ambiente e a concentração de gases com efeito de estufa na atmosfera, dos quais 80% são CO2, é agora mais elevada do que nos últimos 650 000 anos.

O resultado é que a temperatura média global aumentou 0,74°C e na Europa este aumento atingiu 1°C.

Ao queimar combustíveis fósseis como o gás, o carvão, o petróleo e seus derivados para produzir energia, a Humanidade libertou enormes quantidades de CO2 na atmosfera. Outros gases com efeito de estufa são emitidos por algumas actividades industriais, pela agricultura e até pelos aterros sanitários.

Europa

Açores

As calotes polares estão a derreter. A área de mar coberta por gelo árctico no Pólo Norte diminuiu 10% nas últimas décadas e a espessura do gelo sobre a água diminuiu cerca de 40%. Do outro lado do mundo, as plataformas de gelo do continente antárctico tornaram-se instáveis.

Os glaciares estão a recuar. É provável que 75% dos glaciares dos Alpes suíços desapareçam até 2050.

O nível do mar está a aumentar. Ao longo do último século, o nível do mar aumentou entre 12 e 22 cm e prevê-se que este aumento atinja 59 cm durante este século. Contudo, esta previsão não inclui as rápidas alterações que se observarão no fluxo de gelos da Gronelândia e da Antárctica – não se podem excluir valores mais elevados.

Fenómenos climáticos extremos – tempestades, inundações, secas e ondas de calor. Na última década, houve três vezes mais catástrofes naturais relacionadas com o clima do que nos anos 60. A partir de 2070, pode ocorrer na Europa uma onda de calor semelhante à de 2003 de dois em dois anos. O Verão escaldante de 2003 contribuiu para a morte precoce de cerca de 35 000 europeus nas primeiras duas semanas de Agosto, desencadeou incêndios florestais de larga escala e provocou prejuízos agrícolas com um valor superior a 10 mil milhões de euros.

Perda de biodiversidade. Muitos animais e plantas não conseguirão suportar as alterações nas temperaturas. Espécies como o urso polar, a foca, a morsa e o pinguim são particularmente vulneráveis.

. Em 1992, na Conferência do Rio de Janeiro, foi adoptada a Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Alterações Climáticas cujo objectivo é estabilizar a concentração de gases de efeito de estufa na atmosfera, a um nível que impeça uma ruptura perigosa , de natureza antropogénica, do sistema climático.

Em 1997 foi assinado o Protocolo de Quioto que instituiu a obrigatoriedade das emissões de 6 gases com efeito de estufa serem reduzidos de 5%, expressas em quantidade de aquecimento global, até um limite entre 2008 e 2010, relativamente aos valores de 1990

Para além de pressionar os governos dos seus países no sentido de implementarem medidas, nomeadamente nos sectores da produção e consumo da energia, na industria e nos transportes, alterarem os cidadãos deverão alterar os seus comportamentos.

Alguns exemplos:

-sempre que possível andar a pé e usar os transportes públicos ou partilhar o uso do automóvel;

-em casa, usar racionalmente a energia, quer evitando gastos desnecessários quer utilizando equipamentos mais eficientes;