Física II ⇒ Temperatura da atmosfera Tópico resolvido

[leomed]

O que explica essas mudanças bruscas de temperatura nas diferentes camadas da atmosfera?
A temperatura não deveria decrescer a medida que a altitude aumenta?

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[Planck]

Olá, leomed.

Vou transcrever alguns trechos do “Princípios de Física (Serway)”.

Conforme mencionamos, a atmosfera é praticamente transparente para a radiação visível do Sol, mas não à radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra. Vamos construir um modelo no qual presumimos que toda a radiação com comprimento de onda menor que aproximadamente 5 mm seja permitido passar pela atmosfera. Portanto, praticamente toda a entrada de radiação do Sol (exceto para 30% refletido) alcance a superfície da Terra. Além disso, vamos assumir que toda a radiação com o comprimento de onda acima de aproximadamente 5mm (que é a radiação infravermelha, incluindo a emitida pela superfície da Terra) é absorvida pela atmosfera.

[...] A parte inferior da atmosfera é a troposfera. Nessa camada, a densidade do ar é relativamente mais alta de modo que a probabilidade de absorção da radiação infravermelha da superfície por moléculas no ar é maior. Essa absorção aquece as porções de ar próximas à superfície, as quais sobem. À medida que as porções sobem, elas se expandem e a temperatura cai. Portanto, a troposfera é a região de convenção de calor na qual a temperatura diminui com a altitude de acordo com o gradiente adiabático, conforme discutido na Seção 16.7. É também a região da atmosfera na qual ocorrem os nossos eventos climáticos. Acima da troposfera está a estratosfera. Nessa camada, a densidade do ar é relativamente baixa, de modo que a probabilidade de absorção de radiação infravermelha é pequena. Como resultado, a radiação infravermelha tende a passar pelo espaço com pouca absorção. Sem essa absorção, a temperatura na estratosfera permanece aproximadamente constante com altitude. Entre essas duas camadas está a tropopausa, que está a aproximadamente 11 km da superfície da Terra.

Nesse contexto, é preciso pontuar que a temperatura nas camadas da atmosfera é influenciada e decorrente de mais de um fator, além da altitude. Assim, as mudanças “bruscas” de temperatura podem estar associadas a quantidade de matéria, absorção e emissão de radiação, densidade, fenômenos atmosféricos, dentre outros além da altitude.


Referências:

SERWAY, Raymond A., JEWETT JR, John W. Princípios de Física 2: Movimento ondulatório e termodinâmica. 5. ed. norte-americana. Tradução EZ2 Translate ; revisão técnica Sergio Roberto Lopes. -- São Paulo : Cengage Learning, 2014.