A atmosfera é uma fina camada de ar que tem entre 100 e 200 km de espessura e que funciona como uma capa gasosa da Terra. Sem a atmosfera, não haveria vida na Terra e o planeta seria bem diferente. A mudança na composição do ar atmosférico promovida pela atividade humana também tem impacto na evolução do planeta e da vida em sua superfície. A poluição atmosférica terá grande impacto no futuro do planeta, o que já se observa hoje em relação ao passado, como o aquecimento global e a destruição da camada de ozônio. Paradoxalmente, a poluição do ar promove crepúsculos mais coloridos, como o observado na imagem.
A grosso modo temos a troposfera, que corresponde à camada alaranjada, e a estratosfera, a camada branca.
Evangelista Torriceli, no século XVII, foi o primeiro a comparar a atmosfera com os oceanos. Quando descobriu a pressão atmosférica, resultado do peso da camada de ar que recobre o planeta, Torricelli visualizou que na superfície da planeta estamos no fundo de um oceano de ar exatamente como um peixe em grandes profundezas está no fundo de um oceano de água. Para entender essa camada de ar que encobre o nosso planeta, a atmosfera é dividida em quatro camadas, como uma cebola. As divisões são apenas uma forma de estudar a atmosfera - não são visíveis, na prática. No entanto, quando passamos a estudar a camada de ar que recobre o planeta observa-se que em cada faixa de altitude a atmosfera tem um comportamento físico diferente, especialmente no que tange à temperatura. Portanto, dizemos que a atmosfera tem quatro camadas: troposfera, estratosfera, mesoesfera e exosfera.
Camadas da Atmosfera
A atmosfera é formada principalmente por moléculas dos gases nitrogênio (78%) e oxigênio (21%). Muitos outros gases, como o gás carbônico e o vapor dágua, compõem o 1% restante. A mistura de todos esses gases é o que chamamos de ar. A atmosfera nada mais é do que a região ao redor da Terra ocupada pelas moléculas que compõem o ar. Na imagem, as camadas superiores da atmosfera aparecem como uma fina linha azul. Comparativamente, a atmosfera é muito fina, pois tem cerca de 100 km enquanto planeta possui cerca de 6.400 km de raio.
O diagrama mostra as camadas da atmosfera e seus perfis de temperaturas.
A troposfera é a camada da atmosfera logo acima da crosta terrestre. Nela acontecem os principais fenômenos atmosféricos ligados ao clima. A movimentação desta camada de ar, como resultado do aquecimento do planeta somado à sua rotação, provoca desde correntes de ar até furacões. Na troposfera as nuvens, que provocam chuvas e descarregam raios, se formam. Sua espessura é de 11 km de altura nas regiões próximas à linha do equador - onde o ar é mais quente - e cerca de 8 km nos pólos do planeta, lugares onde o ar muito frio ocupa menos espaço. Como a temperatura do ar é a agitação das suas moléculas, nas regiões quentes as moléculas estão mais agitadas e ocupam um espaço maior (um volume maior), enquanto que nas regiões frias elas estão mais calmas e próximas (é mais denso).
Na troposfera a temperatura média é de 15 °C, mas diminui em média 6,5 °C para cada mil metros de altura, chegando a congelantes 57 °C negativos na tropopausa - região que separa a troposfera da segunda camada atmosférica, a estratosfera. É na troposfera que estão 85% da massa de toda atmosfera e praticamente toda a água, que chamamos de umidade do ar. Toda essa massa de ar está em constante movimento, pois é aquecida próxima ao solo e resfriada na tropopausa. Este ciclo, chamado de convecção, é o principal responsável pela grande atividade desta camada de ar.
As diferenças nos comportamentos da temperatura nas diferentes camadas têm origem basicamente na forma com que cada uma é aquecida. Assim, a troposfera, que recebe calor principalmente do solo, através de radiação infravermelha refletida do Sol, é mais quente na sua base do que em maiores altitudes. Aquecido pelo solo, o ar sobe (as moléculas ficam mais agitadas, aumentam o espaço ocupado - volume - e o ar fica menos denso: sobe) e com isso faz o ar frio descer (raciocínio inverso: no alto, perdem calor, ficam menos agitadas, se aproximam e o ar fica mais denso: desce). Todo esse movimento de subida e descida de moléculas, chamado de convecção, distribui a energia térmica pela camada e faz com que a troposfera seja muito agitada, o que se percebe pelos ventos e demais instabilidades da atmosfera. Como a troposfera é a camada da atmosfera com a qual nós e demais organismos vivos estamos em contato, somos levados a acreditar que toda a atmosfera é assim. Mas existem camadas onde a calmaria é a regra e não existem fenômenos climáticos. A estratosfera é assim.
Acima da troposfera está a estratosfera, uma camada de ar que se estende dos 11 km até os cerca de 50 km de altitude. Acima dos 11 km a influência do calor vindo da crosta perde importância para o calor que chega diretamente pela radiação solar - a irradiação. Com isso, a partir da tropopausa, quanto mais alto se vai, mais quente fica o ar. O perfil se inverte em relação ao da troposfera: quanto mais alto, mais quente é, como se no topo do Everest fosse mais quente do que aqui, ao nível do mar! Naturalmente, se isso fosse verdade na troposfera, a Terra seria um planeta completamente diferente - talvez não favorável à vida.
Camadas da Atmosfera
