A ação do homem sobre a natureza tem atingido proporções gigantescas, afetando o clima do planeta Terra de uma maneira não totalmente compreendida.
Ainda não há um concenso sobre se a elevação na temperatura global observada no último século é um efeito natural ou se é resultado da atividade humana. Uma pequena elevação na temperatura média da Terra representa grandes mudanças no clima, mas a medição desta pequena variação é difícil e também a sua interpretação. Recentemente, um grupo de pesquisadores consideraram um outro fator que está intimamente associado à variação da temperatura: a altura da tropopausa.
A atmosfera pode ser divida em camadas, umas sobre as outras, conforme a variação da temperatura com a altitude. A camada mais baixa, aonde vivemos, chama-se troposfera. Ela concentra quase 90% de todo o ar da atmosfera e vai desde o solo até uma altura que pode variar de 7 km nos pólos até pouco mais de 16 km no equador. Acima da troposfera encontra-se a estratosfera que vai do topo da troposfera até, aproximadamente 50 km de altura. A tropopausa é o limite entre estas duas regiões.
Camadas da Atmosfera
O que diferencia a troposfera da estratosfera é o modo como a temperatura varia com a altitude. Na troposfera o ar é quente na superfície e vai ficando cada vez mais frio com a altitude, caindo de 5°C a 7°C para cada quilômetro. Por isso os lugares mais altos são mais frios e as montanhas têm os picos cobertos de neve. O ponto mais frio da troposfera é a tropopausa, a partir daí, na estratosfera, a temperatura aumenta com a altitude.
Estes perfis de temperatura são responsáveis pelo modo como o ar flui nestas duas camadas. A troposfera é bastante instável, sujeita a convecção correntes de ar ascendentes devido ao aquecimento na superfície e onde se produzem os fenômenos climáticos como nuvens, chuvas, ventos, furacões e tornados. A estratosfera é muito estável, praticamente sem convecção ou qualquer dos fenômenos violentos que se observam na troposfera. É uma região calma, na qual viajam os aviões comerciais para fugir das instabilidades da troposfera abaixo.
Fenômenos atmosféricos naturais: nuvens, chuva e vento
A altura da tropopausa varia conforme a latitude, a temperatura e as condições da troposfera. Quando o a troposfera está agitada, com muita convecção, a tropopausa fica mais alta. É como se a troposfera inchasse e empurrasse a estratosfera para cima. Quando a tropopausa sobe ela fica mais fria. Nos trópicos, devido às altas temperaturas no solo, o que provoca muita convecção, a tropopausa tende a ser muito alta e a sua temperatura muito baixa. Em alguns pontos na região equatorial a temperatura pode chegar a -80°C. Somente sobre os pólos, no longo inverno polar, é que temperaturas tão baixas também podem ocorrer na troposfera. É interessante que justamente sobre as regiões mais quentes aconteçam as temperaturas mais baixas.
Durante parte do século XIX e todo o século XX os meteorologitas acompanharam as variações na altura da tropopausa. No final do século XX, observou-se uma lenta elevação: 198 metros nos últimos 22 anos.
Dois fatores, separados ou em conjunto, podem produzir este efeito: o aquecimento da troposfera e o resfriamento da estratosfera. Com o aquecimento a troposfera incha , empurrando a estratosfera para cima. Se a estratosfera esfria ela reduz a pressão sobre a troposfera, permitindo a elevação da tropopausa.
Inicialmente suspeitou-se que a própria natureza pudesse ser responsável por isso. Mas, em uma publicação no Journal of Geophysical Research (Jornal de Pesquisa Geofísica), uma equipe de investigadores, baseados em simulações por computador, concluíram que a atividade humana é a principal responsável. Utilizando as informações coletadas desde o final do século XIX, os pesquisadores estudaram a influência de fatores como a atividade vulcânica e variações na irradiância solar, ambos naturais, ao lado de fatores como emissão de gases do efeito estufa, aerossóis provenientes de atividades agrícolas e industriais e as variações nas concentrações de ozônio troposférico e estratosférico devido a atividades humanas.
A ação de vulcões, por exemplo, poderia estar produzindo o aquecimento da atmosfera. Mas as simulações indicam que o principal fator é o aumento dos gases do efeito estufa que estão se acumulando na atmosfera devido à ação humana. Com o acúmulo destes gases a atmosfera e principalmente a troposfera fica mais quente e, como um balão aquecido, aumenta de volume, o que pode ser verificado como um aumento na altura da troposfera.
Outra explicação seria a decomposição do ozônio na estratosfera devido à presença de gases contaminantes como os clorofluorocarbonos (CFC's), também gerados pela atividade humana. O ozônio absorve parte da radiação solar, sendo um dos principais responsáveis pelo aquecimento da estratosfera. Com a redução da quantidade de ozônio, menos energia proveniente do Sol é absorvida na estratosfera que esfria e se contrai, o que também acarreta uma elevação na altura da troposfera.
Não há ainda dados conclusivos que permitam decidir qual destas causas é a principal responsável. De qualquer modo, a razão ainda é a atividade humana. A equipe de pesquisadores conclui: "as mudanças na altura da tropopausa podem servir como prova contundente dos efeitos ocasionados no clima pelas atividades humanas e da importância de prestar-lhes atenção."
Fonte: www.cdcc.sc.usp.br
Esta camada inicia onde termina a troposfera e atinge 50 Km de altitude. Nesta camada quase não existe oxigênio: o ar é muito rarefeito e as temperaturas são muito baixas, atingindo -50ºC. Na estratosfera, está localizada a camada de ozônio e o elemento predominante é o nitrogênio.
Fonte: arvoresdeirati.com
Na estratosfera a temperatura do ar passa de -57 °C para 2 °C, o que se observa a cerca de 50 km de distância da supefície. O fato de ser mais frio embaixo e mais quente em cima impossibilita a troca de calor por convecção, pois o mais denso já está embaixo e o mais quente em cima. Sem convecção, não há movimentação das moléculas e fica tudo muito calmo. Por isso, a estratosfera é uma camada de ar muito estável. Os aviões comerciais trafegam a altitudes que variam de 9 a 12 km, no limite inferior da estratosfera (o concorde passeava a 16 km de altitude). Além do bom tempo, a baixa densidade do ar reduz consideravelmente os efeitos aerodinâmicos de arraste, melhorando a performance da aeronave e reduzindo o desgaste e o consumo.
No entanto, aeronaves com asas não podem ir muito além disso, pois densidades muito baixas do ar reduzem a força de sustentação e a quantidade de oxigênio, necessária na combustão das turbinas. Da mesma maneira que os seres humanos, que respiram para obter oxigênio necessário para queimar os alimentos e produzir energia, os aviões queimam o oxigênio retirado da atmosfera pelo seu movimento e o das turbinas. Os aviões conseguem ir mais alto que os seres humanos porque seus movimentos através do ar compensam a menor concentração, mas o fato é que nem os aviões com turbinas nem os seres humanos conseguem suportar as condições da estratosfera. A partir da estratosfera, aeronaves só com foguete e humanos só com cilindro de ar.
A camada de ozônio fica na estratosfera. Ela é uma faixa com 22 km de espessura onde é alta a concentração desse gás. O gás ozônio absorve parte da radiação ultravioleta vinda do Sol, protegendo a vida na Terra dessa energia prejudicial. Essa absorção de energia na estratosfera que justifica o aumento da temperatura com a altitude.
O ozônio é um gás que, embora quimicamente muito diferente, é estruturalmente parecido com o gás oxigênio. Enquanto o oxigênio que respiramos tem moléculas com dois átomos de oxigênio (O2), o ozônio tem moléculas formadas por três átomos de oxigênio (O3). Dizemos que os dois gases são alótropos, que é o mesmo que dizer que eles são "parentes" ou coisa do tipo. O fato é que os átomos de oxigênio gostam de ficar em duplas, e não em trios. Dizemos que a substância O2 é mais estável que a substância O3. E na prática quer dizer que, se deixar, o gás ozônio vai virar gás oxigênio. Basta dar uma ajuda, um empurrãozinho. Essa ajuda para desfazer os trios e formar duplas vem da energia solar.
A radiação ultravioleta pode ser considerada uma "cor" da luz do SOl que não conseguimos enxergar. Essa cor invisível para nós carrega a energia necessária para desfazer os trios de átomos de oxigênio. Assim, o gás ozônio utiliza a radiação ultravioleta e se reorganiza. Dizemos que o ozônio absorve o ultravioleta. Essa radiação que é boa para os átomos de oxigênio, não é boa para a saúde dos seres vivos.
A desorganização dos átomos de ozônio pode ser feita em outras moléculas, como o nosso DNA. Essa alteração do código genético de um ser vivo é a essência do que chamamos de mutação genética. E sabemos que mutação pode levar ao câncer. A radiação ultravioleta que ultrapassa a atmosfera (a camada de ozônio está mais para uma peneira do que para um muro) é responsável pela maior parte dos casos de câncer de pele.
Diversos gases produzidos pelo mundo atual também ajudam os átomos de oxigênio a desfazerem os trios. Gases como os CFCs (clorofluorcarbonos - hidrocarbonetos halogenados com cloro e flúor) reagem com as moléculas de ozônio, desfazendo a estrutura que interagiria com a radiação ultravioleta, absorvendo-a. Com isso, a radiação chega ao solo, trazendo os problemas que isso significa.
Fonte: www.silverioortiz.kit.net
A estratosfera se caracteriza pelos movimentos de ar em sentido horizontal, fica situada entre 7 e 17 até 50 km de altitude aproximadamente, sendo a segunda camada da atmosfera , compreendida entre a troposfera e a mesosfera, a temperatura aumenta à medida que aumenta a altura. Apresenta pequena concentração de vapor d'água e temperatura constante até a região limítrofe, denominada estratopausa.
Camadas da atmosfera, simplificadamente.Na sua parte inferior, flui uma corrente de ar em jato, conhecida como jet stream, que exerce influência na meteorologia das zonas temperadas; entre trinta e cinqüenta quilômetros, encontra-se a ozonosfera, onde moléculas de ozônio absorvem a radiação ultravioleta do Sol devido a reações fotoquímicas, filtrando-as; neste ponto da estratosfera, o ar se aquece até a temperatura atingir cerca de 10o C. Na estratosfera existem as nuvens-de-madrepérola, estas são formadas pela capa de ozônio, costuma ser muito estável, principalmente no espaço compreendido entre a tropopausa e a camada de ozônio.
Camadas da Atmosfera
Fonte: pt.wikipedia.org