ATMOSFERA (QUÍMICA E FÍSICA)

ATMOSFERA

NITROGÊNIO

ESCAPE ATMOSFÉRICO

ATMOSFERA PLANETÁRIA

CAMADAS DA ATMOSFERA

OXIGÊNIO

ARGÔNIO

TROPOSFERA

ESTRATOSFERA

MESOSFERA

TERMOSFERA

EXOSFERA

INTRODUÇÃO

Atmosfera é um termo genérico ou geral usado para se referir ou designar, de forma conceitual ou específica, uma mistura de gases, transparente ou não, mais espessa ou menos espessa, que envolve por completo um planeta ou lua conhecidos ou desconhecidos, não necessariamente um planeta ou lua capazes de abrigar vida.

O planeta Terra é um exemplo bem claro e indiscutível de astro capaz de abrigar a vida em uma grande variedade de formas vegetais e animais, por isso a sua atmosfera é considerada, até onde se sabe, a mais favorável que existe para os seres vivos de qualquer natureza conhecida e um ponto de referência para a abordagem ou comparação científica com as atmosferas de outros planetas.

Com o passar do tempo, a comunidade científica e acadêmica mundial passou a utilizar o termo atmosfera de forma bem mais ampla e, às vezes, até questionável, para também se referir ou designar camadas de gases retidas sobre as superfícies de cometas. E mais ainda, até as estrelas passaram a ter suas camadas externas de gases referidas como atmosferas.

A atmosfera terrestre, também chamada de ar, é uma mistura de gases presente sobre a superfície do planeta Terra até cerca de 100 quilômetros, 120 quilômetros ou 1.000 quilômetros, dependendo da fonte consultada. O ar que respiramos aqui na superfície do planeta é composto principalmente de nitrogênio, oxigênio e argônio.

Os demais gases que compõem o ar terrestre incluem gases de efeito estufa, como dióxido de carbono (gás carbônico), metano e óxido nitroso, por exemplo, além do ozônio e do vapor de água, que uma parte menor da comunidade científica não considera gases de efeito estufa. O ar não filtrado contém traços de vários outros compostos químicos e poluentes. Muitas substâncias naturais devem estar presentes em pequenas quantidades em uma amostra típica de ar não filtrada, incluindo poeira, pólen e esporos, cinzas vulcânicas, compostos de flúor, mercúrio metálico e compostos de enxofre, como dióxido de enxofre.

A princípio, a atmosfera do planeta Terra é, ou deveria ser, transparente. Mas há casos ou situações em que ela se torna turva ou opaca, com visibilidade prejudicada, como no caso do ar poluído das grandes cidades industrializadas, poluído por queimadas florestais e no caso das formações naturais de neblina ou nevoeiro.

A atmosfera terrestre tem importâncias óbvias e outras não tão óbvias. Entre as importâncias óbvias está o fornecimento de oxigênio para o processo de respiração do ser humano e de animais, sem o qual é impossível viver. Além disso, ela serve muito bem como veículo de umidade, na forma de vapor d’água e nuvens, para promover a distribuição de vapor d'água nas regiões propícias à formação de nuvens, chuvas e precipitação atmosférica. Dentre as importâncias menos óbvias está a capacidade que ela tem de “filtrar” os raios solares, dentro da camada de ozônio, situada entre 12 quilômetros e 50 quilômetros de altitude, impedindo que a radiação ultravioleta nociva chegue até à superfície do planeta.

E como se tudo isso fosse pouco, ela cumpre também o papel de destruir, literalmente, a grande maioria dos meteoros e meteoritos que se aproximam da crosta terrestre.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

Uma atmosfera (do grego antigo: ἀτμός, que significa vapor e ar, e σφαῖρα, que significa esfera) é uma camada de gases que envolve um planeta com massa sólida suficiente para reter o ar, sob gravidade, em sua superfície. Os gases são atraídos e retidos pela gravidade do astro por um longo período de tempo, se a gravidade for alta e a temperatura da atmosfera for baixa. Alguns planetas, como Júpiter, por exemplo, consistem principalmente de vários gases e, portanto, têm atmosferas muito profundas. Eles são considerados planetas gasosos.

Por outro lado, até algumas décadas atrás muitos acreditavam que luas em geral, incluindo as luas de Júpiter e de Saturno, não possuíam atmosfera, o que, com passar do tempo provou-se ser, pelo menos em parte, um equívoco. No entanto, até o momento ainda é mantida a convenção científica de que a nossa Lua, que é a lua do planeta Terra, não tem atmosfera, embora se saiba que há, de fato, resíduos muito tênues, praticamente desprezíveis ou quase imperceptíveis, de gases sobre a sua superfície.

Outras duas polêmicas científicas estão relacionadas aos cometas e às estrelas, pois já é aceito, por convenção científica, que eles possuem atmosferas, nesse caso chamadas de coma e de atmosfera estelar, respectivamente.

O planeta Mercúrio não tem atmosfera. As atmosferas de Vênus e Marte são compostas principalmente por dióxido de carbono, conhecido também como gás carbônico.

CONCEITO

A palavra atmosfera é um termo genérico, ou seja, de uso geral e bem amplo para descrever, designar ou referir qualquer camada de gases que envolva um astro qualquer. O termo astro, por sua vez, é usado, também de forma genérica, para designar qualquer corpo sólido, mais ou menos definido, e que pertença a uma galáxia qualquer.

De modo geral, as atmosferas estão sujeitas à gravidade dos astros (planetas, luas e cometas, por exemplo) a que pertencem e exercem pressão sobre a superfície desses mesmos astros, ou seja, elas têm peso. O peso da atmosfera do planeta Terra, por exemplo, é de aproximadamente 1,2 kg por m³ ou metro cúbico, o equivalente a 1.000 litros, ao nível do mar.

A composição inicial da atmosfera de um planeta geralmente reflete a composição e a temperatura da nebulosa solar local durante a formação planetária e o subsequente escape dos gases interiores. Essas atmosferas originais sofrem uma evolução com o decorrer do tempo, sendo que a variedade da composição da litosfera dos planetas se reflete em muitas atmosferas diferentes.

Por exemplo, as atmosferas de Vênus e Marte são compostas primariamente de dióxido de carbono ou gás carbônico, com pequenas quantidades de nitrogênio, argônio e oxigênio, além de traços de outros gases. Seria possível então afirmar que essas atmosferas guardam algum sutil traço, sinal ou vestígio de familiaridade com a atmosfera terrestre, mas com acentuadas diferenças na proporção desses gases.

A composição atmosférica terrestre reflete as atividades dos seres vivos. As baixas temperaturas e a alta gravidade dos planetas gasosos permitem a eles reter gases com baixas massas moleculares. Portanto, esses contêm hidrogênio e hélio e subsequentes compostos, formados pelos dois. As luas Titã e Tritão, que são os satélites naturais de Saturno e Netuno, respectivamente, apresentam composições atmosféricas não desprezíveis, primariamente constituídas de nitrogênio. Plutão também apresenta uma atmosfera semelhante, mas esta se congela quanto o planeta-anão se afasta do Sol.

ATMOSFERA PLANETÁRIA

De modo geral, uma atmosfera planetária é uma camada gasosa que envolve um planeta, seja ele habitável ou não, seja ele favorável à vida ou não. De forma conceitual, ela é um envoltório gasoso ou um envoltório de ar sobre toda a superfície de um planeta, por exemplo. Há casos em que as atmosferas foram geradas há milhares ou milhões anos, como consequência da fragmentação térmica das rochas do manto planetário. Porém, há casos de planetas sem atmosfera, como Mercúrio, por exemplo. Por outro lado, há planetas com atmosferas formadas principalmente por hidrogênio e hélio, neste caso provavelmente gerados a partir dos estágios iniciais de formação desses planetas.

A atmosfera terrestre, por exemplo, protege os organismos vivos dos raios ultravioleta e também serve como um estoque de oxigênio, fazendo com que esse gás não escape. Os raios ultravioleta são nocivos a seres orgânicos, humanos e animais, eles causam câncer, por exemplo, em seus tecidos vivos. Por isso, a camada de ozônio que envolve a Terra é tão importante, ela filtra esses raios provenientes do Sol.

ATMOSFERA ESTELAR

O termo atmosfera estelar é usado para designar as regiões externas de uma estrela e, normalmente, inclui a porção entre a fotosfera opaca e o começo do espaço sideral. Estrelas com temperaturas relativamente baixas podem formar compostos moleculares em suas atmosferas externas.

PRESSÃO ATMOSFÉRICA

A pressão atmosférica é a força produzida pelo peso do ar sobre a superfície do planeta ou acima dele, em altitudes mais elevadas, até cerca de 120 quilômetros. Ela é a força por unidade de área que é aplicada perpendicularmente numa superfície pelo gás circundante. É determinada pela força gravitacional planetária em combinação com a massa total de uma coluna de ar acima de um determinado local na superfície ou acima dela. As unidades de pressão atmosférica são baseadas pela atmosfera padrão internacionalmente reconhecida (atm), que é definido como 101,325 Pa (ou 1 013 250 dinas por cm²).

A pressão atmosférica diminui com a altitude, até chegar a níveis muito próximos de zero a 120 quilômetros de altitude. A partir de 5.000 metros de altitude o ser humano começa a ter dificuldades de respirar naturalmente, quando e onde se torna necessária a suplementação ou suprimento por meio de um sistema, simples ou sofisticado, de oxigênio. Cerca de metade da massa total da atmosfera terrestre está abaixo dessa altitude e cerca de 75% de toda a massa atmosférica está abaixo de 11.000 metros.

Os corpos de humanos e animais não são esmagados pelo peso atmosférico porque o ar é fluido, ele exerce pressão em todas as direções. Por exemplo, uma garrafa PET fica amassada quando o ar dentro dela é retirado, ou seja, quando está vácuo dentro dela. Quando se diz que um alimento industrializado qualquer, azeitonas, por exemplo, está embalado a vácuo significa que não há ar dentro da embalagem, há somente azeitonas, com ou sem conservantes e líquidos.

O espaço exterior, também chamado de espaço, simplesmente, não tem ar, portanto ele é um vácuo profundo.

O físico alemão Otto von Guericke foi um dos principais responsáveis pelo estudo científico inicial do vácuo, inclusive provando a existência do vácuo. Em 1650 ele criou a primeira máquina de vácuo para estudo científico que se conhece, conseguiu provar, inclusive, a possibilidade de extinção do fogo no vácuo, pois o fogo consome oxigênio e não há oxigênio no vácuo.

Ele comprou uma bomba de vácuo manual e extraiu o ar do espaço oco ou vão criado pela união de duas semi-esferas metálicas que, juntas, formaram uma esférica metálica, a partir de então provando a teoria da pressão atmosférica ao redor de qualquer corpo oco, sem ar dentro. Ele amarrou um conjunto de oito cavalos às duas semi-esferas e puxou ambas em duas direções ou sentidos opostos, sem conseguir desunir as duas esferas porque a pressão atmosférica ao redor das esferas impedia.

ESCAPE ATMOSFÉRICO

A gravidade de superfície, a força que segura uma atmosfera, difere significativamente conforme o planeta. Por exemplo, a imensa força gravitacional de Júpiter é capaz de reter gases leves, tais como o hidrogênio e o hélio, na sua atmosfera, que normalmente escapam de astros com pouca força gravitacional.

A distância entre um corpo celestial e a sua estrela mais próxima determina a disponibilidade de energia ao gás atmosférico ao ponto onde o movimento térmico excede a velocidade de escape do planeta, a velocidade na qual as moléculas de gás superam a ação da força gravitacional. Assim, os distantes astros Titã, Tritão e Plutão são capazes de reter suas atmosferas apesar da fraca força gravitacional. De modo geral, exoplanetas, teoricamente, também podem reter tênues atmosferas.

ATMOSFERA TERRESTRE

A atmosfera terrestre é uma camada de gases que envolve a Terra e é retida pela força da gravidade do planeta em que vivemos. Ela protege a vida na Terra absorvendo a radiação ultravioleta solar antes desta chegar à superfície do planeta; aquecendo a superfície ou mantendo a superfície aquecida por meio da retenção de calor e, assim, reduzindo os extremos de temperatura entre o dia e a noite; e promovendo a circulação de vapor de ar para formação de chuvas, que, por sua vez, são essenciais para a manutenção da vida vegetal e animal.

Visto do espaço, o planeta Terra aparece como uma esfera de coloração azul brilhante. Esse efeito cromático é produzido pela dispersão da luz solar sobre a atmosfera e que existe também em outros planetas do sistema solar dotados de atmosfera.

Segundo os cientistas Antoine Lovoisier, um químico francês, William Ramsay, um químico escocês, e outros cientistas importantes que vieram depois deles, quando seco, o ar do planeta Terra contém, em volume, cerca de 78,09 % de nitrogênio, 20,95 % de oxigênio, 0,93 % de argônio, 0,039 % de gás carbônico e pequenas quantidades de outros gases. O ar contém uma quantidade variável de vapor de água, em média 1%, mas podendo chegar a 4% em regiões tipicamente úmidas.

O ar em regiões tropicais e equatoriais úmidas tende a reter mais calor que o ar em regiões próximas dos polos. Por outro lado o ar relativamente seco dos desertos africanos e árabes, por exemplo, próximos da linha do Equador e dos trópicos de Capricórnio e de Câncer, tende a se aquecer durante o dia e esfriar durante a noite, justamente por causa da baixíssima umidade.

A atmosfera terrestre tem uma massa de aproximadamente 5,1 x 1.018 kg, sendo que 75% dessa massa estão situados nos primeiros 11 quilômetros desde a superfície. Ela se torna cada vez mais tênue ou rara nas altitudes elevadas e não há um limite definido, absoluto, entre a atmosfera terrestre e o espaço exterior. Apenas em altitudes inferiores a 120 quilômetros a atmosfera terrestre passa a ser percebida durante a reentrada atmosférica de um ônibus espacial, por exemplo. A linha teórica Kármán, a 100 quilômetros de altitude, é considerada frequentemente como o limite entre a atmosfera e o espaço. No entanto, algumas fontes consideram que o espaço exterior está acima de 1.000 quilômetros de altitude do planeta Terra, ou seja, acima dessa altitude não há, absolutamente, mais ar.

Dependendo da fonte consultada, a atmosfera terrestre consiste em cinco camadas de gases mais ou menos definidas pela sua altitude, da superfície até o espaço exterior. Ela é composta pela troposfera, pela estratosfera, pela mesosfera, pela termosfera e pela exosfera. Há fontes que não consideram a exosfera como parte da atmosfera, portanto, segundo essas fontes, o espaço começaria a partir de 120 quilômetros de altitude, onde se concentra 99% de toda a massa atmosférica do planeta em que vivemos. Cada uma dessas camadas apresentam gradiente adiabático saturado, definindo as mudanças de temperatura conforme a altitude.

Entre as principais especificações da atmosfera terrestre estão as seguintes:

Pressão de superfície: 1.014 milibares;
Densidade da superfície: 1,217 kg / m³;
Altura da escala: 8,5 km;
Massa total de atmosfera: 5,1 x 10¹⁸ kg;
Massa total de hidrosfera: 1,4 x 10²¹ kg;
Temperatura média: 288 K (15º Celsius);
Faixa de temperatura diurna: 283 K a 293 K (10º a 20º Celsius);
Velocidade do vento: 0 a 100 m/s;
Peso molecular médio: 28,97;

Começando da superfície do planeta, a temperatura do ar diminui gradativamente com o aumento da altitude, fenômeno conhecido como gradiente térmico, até cerca de 12.000 metros, dentro da chamada troposfera, cujo topo possui ar a uma temperatura de cerca de – 60º Celsius ou centígrados, negativos. Acima da troposfera, há uma segunda camada de ar com cerca de 38.000 metros de camada, chamada de estratosfera, na qual a temperatura aumenta gradativamente até chegar ao topo dessa camada, com cerca de 0º Celsius; e, a partir de então, já na terceira camada de ar, a mesosfera, com cerca de 30.000 metros de camada, a temperatura inverte novamente, para – 100º Celsius, negativos, onde ocorre uma nova inversão, desta vez dentro da termosfera, até chegar a 1.500º Celsius, positivos.

COMPOSIÇÃO

A atmosfera terrestre é favorável à existência de uma grande variedade de seres vivos, tanto do reino vegetal quanto do reino animal. Até onde se sabe, não há uma atmosfera tão favorável à vida em geral quanto a atmosfera terrestre. Em números aproximados, o ar atmosférico do planeta Terra, ao nível do mar, seco, é composto pelos seguintes elementos:

Nitrogênio (N2): 780.840 ppmv (78,084%);
Oxigênio (O2): 209.460 ppmv (20,946%);
Argônio (Ar): 9.340 ppmv (0,9340%);
Dióxido de carbono (CO2): 380 ppmv (0,0380%);
Neônio (Ne): 18,18 ppmv (0,001818%);
Hélio (He): 5,24 ppmv (0,000524%);
Metano (CH4): 1,79 ppmv (0,000179%);
Criptônio (Kr): 1,14 ppmv (0,000114%);
Hidrogênio (H2): 0,55 ppmv (0,000055%);
Óxido nitroso (N2O): 0,3 ppmv (0,00003%);
Xenônio (Xe): 0,09 ppmv (9×10−6%);
Ozônio (O3): 0,0 to 0,07 ppmv (0% to 7×10−6%);
Dióxido de nitrogênio (NO2): 0,02 ppmv (2×10−6%);
Iodo (I): 0,01 ppmv (1×10−6%);
Monóxido de carbono (CO): 0,1 ppmv (0.00001%);
Amônia (NH3): traços;

Os números não somam exatamente 100% devido a arredondamentos e incerteza. A água é altamente variável, geralmente representa cerca de 1%, na média. Não está incluído na atmosfera seca acima o vapor de água (H2O), cerca de 0,40% na atmosfera toda, tipicamente de 1% até 4% na superfície. O vapor d'água na atmosfera encontra-se principalmente nas camadas mais baixas da atmosfera e exerce o importante papel de regulador da ação do Sol sobre a superfície terrestre.

Cerca de 75% de todo o vapor d’água está abaixo dos 5.000 metros de altitude. A quantidade de vapor varia muito em função das condições climáticas das diferentes regiões do planeta. Os níveis de evaporação e precipitação são compensados até chegar a um equilíbrio na baixa atmosfera. O vapor de água contido nas camadas inferiores está muito próximo ao seu ponto de saturação. A água torna-se líquida quando a sua concentração chega a 4% na baixa atmosfera.

O ar, em algumas áreas, como desertos, pode estar praticamente isento de vapor de água, enquanto em outras pode chegar ao nível de saturação, algo muito comum nas regiões equatoriais com forte concentração vegetal, onde a precipitação pluvial é constante quase todo o ano.

CIRCULAÇÃO

A circulação da atmosfera ou do ar ocorre devido às diferenças térmicas quando a convecção torna-se um transportador de calor mais eficiente do que a irradiação térmica. Em planetas onde a fonte primária de calor é a radiação solar, o excesso de calor nos trópicos é transportado para latitudes mais altas. Quando um planeta gera uma quantidade significativa de calor interno, como é o caso de Júpiter, a convecção na atmosfera pode transportar energia térmica desde o interior mais quente até a superfície.

IMPORTÂNCIA

Do ponto de vista de um geólogo planetário, a atmosfera é um agente evolucionário essencial na morfologia de um planeta. O vento transporta poeira e outras partículas que degradam a superfície (erosão eólica). Precipitações atmosféricas, tais como a queda de gelo (neve e granizo) e chuva, que dependem da composição atmosférica, também influenciam o relevo, ao longo dos séculos.

Além disso, mudanças climáticas podem influenciar a história geológica de um planeta. De modo oposto, o estudo da superfície de um planeta, principalmente a Terra, pode levar a um entendimento sobre a história da atmosfera e do clima no planeta.

Para um meteorologista, a composição da atmosfera determina o clima e suas variações.

Para um biólogo a composição atmosférica mantém uma íntima relação com o aparecimento da vida e de sua evolução.

CAMADAS DA ATMOSFERA

A temperatura da atmosfera terrestre varia entre camadas em altitudes diferentes. Portanto, a relação matemática entre temperatura e altitude também varia, sendo uma das bases da classificação das diferentes camadas da atmosfera. A temperatura tende a diminuir com o aumento de altitude na troposfera, tende a aumentar na estratosfera, tende a diminuir na mesosfera e tende a aumentar na termosfera.

Ela está convencionalmente estruturada em cinco camadas, três das quais são relativamente quentes, separadas por duas camadas relativamente frias. Os contatos entre essas camadas são áreas de descontinuidade, e recebem o sufixo "pausa" após o nome da camada subjacente.

É importante que o internauta / leitor entenda que as altitudes das camadas atmosféricas abaixo não são absolutamente precisas, pois a atmosfera terrestre tende a ser menos elevada nos polos e mais elevada na Linha do Equador, em razão da força centrífuga sobre o ar provocada pela rotação do planeta.

TROPOSFERA

A Troposfera é a camada atmosférica que se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera. Ela é a camada mais baixa da atmosfera terrestre, onde está concentrada cerca de 75% da massa de ar da atmosfera. Somente até 5.000 metros de altitude é possível os humanos respirarem naturalmente, sem o auxílio de sofisticados equipamentos de pressurização embarcados em aeronaves ou equipamentos simples de suprimento de oxigênio, em outros casos específicos.

A espessura média da troposfera é de aproximadamente 12 quilômetros de altitude, mas atingindo até 17 quilômetros nas regiões equatoriais, ou seja, nas regiões mais próximas da Linha do Equador, reduzindo-se para em torno de 7 quilômetros nos polos, no inverno. No entanto, no verão o topo da troposfera pode alcançar 18 quilômetros perto da Linha do Equador e 8 quilômetros perto dos polos. Praticamente todos ou quase todos os fenômenos meteorológicos estão confinados a esta camada.

Na base da troposfera encontra-se a camada limite planetária, a CLP, também chamada de camada limite atmosférica ou CLA, a camada mais baixa da troposfera, com uma altura média de 1 quilômetro do solo, na qual os efeitos da superfície são importantes, como o ciclo diurno de aquecimento e resfriamento.

O que distingue a CLP de outras regiões da troposfera é a turbulência atmosférica e seu efeito de mistura, resultando na chamada camada de mistura (CM). Acima da CLP, o escoamento atmosférico é laminar (não turbulento), e o ar desliza em camadas, à exceção do movimento turbulento que é encontrado dentro das nuvens convectivas do tipo cumulonimbus, de grande desenvolvimento vertical.

Os poluentes atmosféricos são difundidos pela turbulência dentro da CLP e transportados a longas distâncias, até encontrar uma região de ocorrência de nuvens de grande desenvolvimento vertical que possam-lhes transportar até a troposfera superior. Uma camada de transição existe entre a CLP e a atmosfera livre, na qual ocorre a intrusão de ar frio e seco da atmosfera livre dentro da CLP.

O ar da CLP sobre os continentes nas latitudes tropicais em geral é quente e úmido. Os fluxos de calor, umidade e de poluentes ocorrem na base da CLP a partir da superfície e, por isso, o fluxo turbulento de calor diminui verticalmente. Em geral, durante o dia, a CLP é uma camada convectiva, mas, durante a noite, é estável junto à superfície que se resfria por perda radiativa do calor acumulado durante o dia.

Dentro da troposfera a temperatura do ar vai diminuindo conforme o ganho de altitude, é o chamado gradiente atmosférico ou gradiente térmico, com redução de cerca de 10º Celsius ou centígrados para cada quilômetro de ganho de altitude. Além disso, dentro da troposfera ocorre o fenômeno chamado convecção, que é transferência de calor das camadas mais baixas de ar para as camadas mais altas, resultado do aquecimento da superfície do planeta pelos raios solares.

A maior parte do volume total de nuvens está concentrada na troposfera, principalmente as nuvens do tipo estrato, cúmulo e alto-cumulo.

TROPOPAUSA

A tropopausa é o nome dado à camada intermediária entre a troposfera e a estratosfera, situada a uma altitude de cerca de 17 quilômetros sobre a linha do Equador e cerca de 7 quilômetros próxima dos polos do planeta, no inverno. A distância da tropopausa em relação ao solo varia conforme as condições climáticas da troposfera, da temperatura do ar e da latitude, dentre outros fatores.

Se existe na troposfera uma agitação climática com muitas correntes de convecção, a tropopausa tende a subir. Isso se deve por causa do aumento do volume do ar na troposfera, este aumentando, aquela aumentará, por consequência, empurrará a tropopausa para cima.

Acredita-se que a tropopausa é uma das principais responsáveis por evitar que a umidade da atmosfera do nosso planeta escape para o espaço, o que seria um desastre natural, com graves consequências para a vida no planeta.

ESTRATOSFERA

A estratosfera é uma camada de ar da atmosfera terrestre que envolve todo o planeta, ela é uma camada de ar rarefeito e que não é afetada fortemente pelas formações meteorológicas e pela temperatura do planeta, ao contrário da troposfera, por exemplo, que é mais sensível às mudanças de temperatura da superfície do planeta.

Na estratosfera a temperatura aumenta com a altitude e se caracteriza pelos movimentos horizontais do ar. Situa-se aproximadamente entre 7 quilômetros (polos) e 17 quilômetros (Linha do Equador) até 50 quilômetros de altitude, aproximadamente, compreendida entre a troposfera e a mesosfera. Apresenta pequena concentração de vapor de água, e a temperatura cresce conforme maior a altitude até a região limítrofe, denominada estratopausa.

Muitos aviões a jato circulam na estratosfera devido à sua estabilidade ou suavidade. É nessa camada que está situada a camada de ozônio, e onde começa a dispersão da luz solar, que, por sua vez, origina o azul do céu.

ESTRATOPAUSA

A estratopausa é o limite superior da estratosfera, ela é a região limítrofe entre a estratosfera e a mesosfera e onde a temperatura para de aumentar conforme a elevação da altitude, marcando o início da mesosfera. Ela está situada a cerca de 50 quilômetros de altitude e, curiosamente, apresenta uma temperatura mais alta que a temperatura de suas camadas vizinhas, a estratosfera e a mesosfera, de cerca de 0º Celsius ou centígrado.

MESOSFERA

A mesosfera, conhecida também como atmosfera intermediária, é a camada da atmosfera terrestre que se localiza entre as camadas estratopausa e mesopausa, com temperatura de cerca de 10º Celsius ou centígrados (positivos) na sua base até cerca de – 100º Celsius no seu topo. Ela é composta de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de dióxido de carbono.

Na mesosfera a temperatura diminui com a altitude. Esta é a camada atmosférica onde há uma forte e gradativa queda de temperatura, chegando até a – 100° Celsius ou centígrados, negativos, em seu topo. A mesosfera está situada entre a estratopausa, em sua parte inferior, e mesopausa em sua parte superior, entre 50 quilômetros e 80 quilômetros de altitude. É na mesosfera que ocorre o fenômeno da aeroluminescência das emissões da hidroxila e é nela que se dá a combustão de meteoros e meteoritos.

MESOPAUSA

A mesopausa é a região da atmosfera que determina o limite entre uma atmosfera com massa molecular constante de outra onde predomina a difusão molecular. Ela está situada a cerca de 80 quilômetros de altitude.

TERMOSFERA

Na termosfera a temperatura aumenta com a altitude e está localizada acima da mesopausa. Sua temperatura aumenta rapidamente com a altitude até onde a densidade das moléculas é tão baixa que se movem em trajetórias aleatórias, chocando-se raramente. A temperatura média da termosfera é de 1.500° Celsius, mas a densidade do ar é tão baixa que a temperatura não é sentida normalmente.

Sua espessura varia entre 350 quilômetros e 800 quilômetros, dependendo da atividade solar, embora sua espessura seja tão pequena quanto 80 quilômetros em épocas de pouca atividade solar. É a camada onde ocorrem as auroras e onde orbitava o ônibus espacial.

TERMOPAUSA

A termopausa ou exobase é a região limítrofe entre a termosfera e a exosfera. Fisicamente, toda a radiação solar incidente atua abaixo da termopausa, mas pode ser negligenciada quando é considerada a exosfera, onde a atmosfera é tão tênue que fenômenos decorridos aí praticamente não são percebidos.

EXOSFERA

A camada mais externa da atmosfera da Terra se estende desde a termopausa para o espaço exterior. Aqui, as partículas estão tão distantes que podem viajar centenas de quilômetros sem colidir umas com as outras. Uma vez que as partículas colidem raramente, a exosfera não se comporta como um fluido. Essas partículas que se movem livremente seguem trajetórias retilíneas e podem migrar para dentro ou para fora da magnetosfera ou da região de atuação do vento solar. A exosfera é composta principalmente de hidrogênio e hélio.

Não existe um limite definido entre o espaço exterior e a atmosfera. Presume-se que esta tenha cerca de 1.000 quilômetros de espessura, 99% da densidade está concentrada nas camadas mais inferiores e cerca 75% da massa atmosférica está numa faixa de 11 km desde a superfície. À medida que se vai subindo, o ar vai se tornando cada vez mais rarefeito, perdendo sua homogeneidade e composição. Na exosfera, zona em que foi arbitrado limítrofe entre a atmosfera e o espaço interplanetário, algumas moléculas de gás acabam escapando à ação do campo gravitacional.

O limite onde os efeitos atmosféricos são notáveis durante a reentrada atmosférica, fica em torno de 120 km de altitude. A altitude de 100 quilômetros, conhecida como a linha Kármán, também é usada frequentemente como o limite entre atmosfera e o espaço exterior.

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