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aula

Autores

D I S C I P L I N A2ª Edição

03

Franklin Nelson da Cruz

Gilvan Luiz Borba

Luiz Roberto Diz de Abreu

A Terra – atmosfera

Ciências da Natureza e Realidade

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Divisão de Serviços Técnicos

Catalogação da publicação na Fonte. UFRN/Biblioteca Central “Zila Mamede”

Coordenadora da Produção dos Materiais

Célia Maria de Araújo

Projeto Gráfi co

Ivana Lima

Revisores de Estrutura e Linguagem

Eugenio Tavares Borges

Marcos Aurélio Felipe

Pedro Daniel Meirelles Ferreira

Tatyana Mabel Nobre Barbosa

Revisoras de Língua Portuguesa

Janaina Tomaz Capistrano

Sandra Cristinne Xavier da Câmara

Ilustradora

Carolina Costa

Editoração de Imagens

Adauto Harley

Carolina Costa

Diagramadores

Bruno Cruz de Oliveira

Maurício da Silva Oliveira Júnior

Mariana Araújo Brito

Thaisa Maria Simplício Lemos

Imagens Utilizadas

Banco de Imagens Sedis (Secretaria de Educação a Distância) - UFRN

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Governo Federal

Presidente da RepúblicaLuiz Inácio Lula da Silva

Ministro da EducaçãoFernando Haddad

Secretário de Educação a DistânciaRonaldo Motta

ReitorJosé Ivonildo do Rêgo

Vice-ReitorNilsen Carvalho Fernandes de Oliveira Filho

Secretária de Educação a DistânciaVera Lucia do Amaral

Secretaria de Educação a Distância (SEDIS)

Cruz, Franklin Nelson da.

Ciências da natureza e realidade: interdisciplinar/ Franklin Nelson, Gilvan Luiz Borba, Luiz Roberto Diz de Abreu. – Natal, RN: EDUFRN Editora da UFRN, 2005.

348 p.

ISBN 85-7273-285-3

1. Meio Ambiente. 2. Terra. 3. Universo. 4. Natureza. 5. Seca. I. Borba, Gilvan Luiz. II. Abreu, Luiz Roberto Diz de. III. Título.

CDD 574.5RN/UF/BCZM 2005/45 CDU 504


12ª Edição Aula 03 Ciências da Natureza e Realidade

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ApresentaçãoNesta terceira aula, continuaremos discutindo a aplicação da abordagem científi ca visando

explicar o mundo a nossa volta.

Depois da superfície, nada está mais perto de nós que a atmosfera da Terra e é esse imenso oceano gasoso no qual estamos imersos que estudaremos agora. De tão acostumados a ela, nem a percebemos, mas através do clima e do tempo sofremos sua interferência em nosso dia-a-dia, até mesmo na roupa que vestimos. Focalizaremos, nesta aula, as principais características da atmosfera terrestre e algumas de suas infl uências sobre nossa vida.

ObjetivosAo fi nal desta aula, esperamos que você seja capaz de:

descrever as principais características de uma atmosfera;

caracterizar as etapas do ciclo da água;

descrever a atmosfera terrestre, em termos de temperatura, densidade e pressão;

explicar a diferença entre raios, trovões e relâmpagos.


2 Aula 03 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição

Atividade 1

sua

resp

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Será que vai chover?Para responder a essa pergunta, costumamos procurar no céu os indícios de chuva. E

você, quais indícios procura observar quando quer saber se vai chover ou não?

Faça uma relação das coisas que você observa quando deseja saber se vai chover. Se achar necessário, consulte outras pessoas para saber o que elas observam e por que acham que os indícios apresentados serão importantes para lhe dar uma resposta.

Você pode ter respondido que olha o céu para verifi car se está nublado ou se existem nuvens escuras formando-se no horizonte; verifi ca se a temperatura mudou; dentre outros indícios. E, com isso, faz sua estimativa quanto à probabilidade de chuva, algumas vezes, acertando, outras, não. Outros podem fazer estimativas de longo prazo à procura de indícios para o comportamento da estação chuvosa (assunto de nossa aula 8: Clima e tempo).

Saber a ocorrência de chuvas é um assunto de tal importância que todos os dias os jornais, as rádios e a televisão divulgam nos espaços jornalísticos a previsão do tempo, visando manter a sociedade informada acerca desse aspecto. E, na maioria das vezes, essas previsões são corretas. Para subsidiá-las, são apresentadas fotos ilustrativas de satélite, conforme a



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Figura 1. Nela, aparece um mapa no qual podemos visualizar o contorno de nosso país e a distribuição de nuvens numa vasta área.

Atualmente, dispomos de meios sofi sticados como satélites meteorológicos (Figura 1), que fi cam permanentemente monitorando as condições de pressão, temperatura e movimento das nuvens sobre nosso planeta. Para receber essas informações, temos uma vasta rede de computadores e pessoal especializado, os meteorologistas, que, a partir dos dados coletados e da análise dos programas, procuram prever o momento, o local e a quantidade de chuvas.

Figura 1 – Imagem da América do Sul obtida pelo satélite LANDSAT disponibilizada na Internet pelo INPE/CPTE e Imagem de um satélite de sensoriamento remoto mostrando a superfície da Terra vista por ele.

E quais os elementos principais para que tenhamos chuva?

Essa é fácil! Sol e água no solo (em lagos, rios, mares e principalmente nos oceanos). Sem isso, a natureza não pode iniciar o processo que leva à chuva. Além da água existente nos oceanos (os oceanos são a principal fonte de nuvens, as quais levadas pelos ventos podem se deslocar por centenas ou milhares de quilômetros para dentro dos continentes) e no solo, o vapor produzido pelas plantas nas fl orestas e matas através da evaporação também contribui para a formação de nuvens, por isso o desmatamento, além de outros problemas ambientais, pode reduzir a quantidade de chuvas na região.

Começaremos imaginando um lago ou um açude cheio. Você já deve ter percebido que mesmo não tirando água desses locais eles secam gradativamente com o tempo. Aqui, vale a pena lembrarmos de que na maioria dos reservatórios a céu aberto, perde-se mais água por evaporação do que por consumo, foi o que ocorreu com o Itans, em Caicó/RN, por exemplo. Isso acontece por causa da evaporação.



Atividade 2

sua

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osta

Para onde vai a água que evapora do açude? Pense um pouco, lembre-se da aula 2 (A Terra – litosfera e hidrosfera).

Você deve, acertadamente, ter lembrado que a água evaporada vai, ajudada pelos ventos, ser levada para cima e acaba formando as nuvens. Assim, devido à ação do sol (calor), a água evapora e o vento se encarrega de conduzir o vapor até uma altura em que a temperatura seja sufi cientemente baixa a ponto de permitir sua condensação. Nessas alturas, que são bastante variáveis, temos as nuvens formando-se a partir daquela água que evaporou.

A temperatura para que isso ocorra é chamada de temperatura de orvalho, que é em torno de 12 a 15oC.

Muito bem, você sabe a que altura estão aquelas nuvens brancas que se movem no céu?

Uma dica para ajudá-lo a responder: as nuvens estão muito acima do edifício mais alto de sua cidade. Imaginando agora que a altura de cada andar seja da ordem de 4,0 metros (a abreviatura de metro é m), um prédio de 20 andares teria 20 × 4,0 = 80,0 m. Esse valor, 80,0 m, é muito grande, se comparado com a altura média de um homem adulto, 1,70 m. No entanto, ainda é muito pouco se comparado à distância das nuvens. Elas, em geral, estão a 3000 m de altura, isto é, 3,0 quilômetros (a abreviatura de quilômetro é km).

Pense e responda.

Quantos prédios de 20 andares teríamos de colocar um sobre o outro para atingirmos as nuvens?



Talvez, você esteja indagando: “Por que não conseguimos visualizar a evaporação da água nem a sua subida, porém vemos as nuvens? E por que elas se formam em grandes alturas?”

A resposta para a primeira parte da pergunta é: durante a evaporação, as moléculas da água estão muito distantes umas das outras, o que torna impossível enxergá-las. No entanto, quando elas atingem uma certa altura, começam a se condensar, se aglutinam e a distância que as separa se torna menor, formando grandes aglomerados de moléculas. Assim, podemos vê-las.

Mas, por que a água que evaporou se condensa a uma considerável altura? Pelo simples fato de que, à medida que subimos na atmosfera, a temperatura ambiente diminui e quando é atingida a temperatura de orvalho (aproximadamente 15oC), o vapor d’água começa a se condensar.

Mas, como compreender melhor essa variação da temperatura de nossa atmosfera? É esse o próximo tópico de nossa aula.

Você sabe o que é a atmosfera?

Pois bem, chamamos de atmosfera a envolvente gasosa que circunda um corpo celeste qualquer. Podemos ainda acrescentar que a atmosfera terrestre é uma massa de ar, formada por diversos gases presos à crosta pela ação gravitacional do planeta, incolor, insípida e inodora. Ela é má condutora de eletricidade e horizontalmente estratifi cada e transparente para a radiação visível e opaca, por exemplo, para os raios-x oriundos do espaço.

Além da Terra, outros corpos celestes podem possuir atmosfera (mas, atenção! Nem todo corpo celeste possui atmosfera). Como exemplo, nosso satélite natural, a Lua, não possui atmosfera, mas Titan, satélite de Saturno, sim.

A atmosfera mantém-se presa ao corpo celeste – planeta, satélite, estrela ou cometa –, devido à força de atração gravitacional entre eles. Essa força, também conhecida como força da gravidade, impede que as partículas que as formam escapem para o espaço exterior. No nosso caso, presa, a atmosfera fi ca acompanhando o movimento de rotação da Terra.

Mas, se a Terra atrai para o seu centro as gotículas de água que formam o vapor produzido durante a evaporação, como é que elas conseguem vencer esta atração e subir, formando as nuvens? Certamente, era nisso que você estava pensando, não era!

Muito bem, elas sobem pelo mesmo princípio de um balão alimentado com ar quente ou cheio de hidrogênio, ou de um pedaço de isopor quando volta rapidamente à superfície ao ser mergulhado na água. Isso tem a ver com a densidade e com uma força chamada de empuxo.

A atmosfera terrestre



Atividade 3

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osta

Uma das perguntas com a qual, muitas vezes, nós, professores e alunos, nos defrontamos é “Por que uma moeda afunda e um navio fl utua?” Para identifi car o que ocorre nesse caso, procure solucionar o seguinte desafi o: como você faria para fazer fl utuar um bastão de massa de modelar sem colocá-lo sobre um outro corpo? Tente fazer essa experiência e relate como conseguiu resolver o problema.

A densidade de um sólido é defi nida como a massa por unidade de volume. Enquanto a densidade de um fl uido é a razão entre a massa e um volume unitário. A densidade de um corpo é uma grandeza relativa, no sentido de que estamos tomando seu valor em relação à densidade da água. Esta é defi nida, em condições normais de temperatura e pressão, pelo SI (Sistema Internacional de Unidades), como sendo igual a 1000 kg/m3.

Como seria provável, a densidade da atmosfera é muito inferior à da água. Em condições normais, o nível do mar, é de aproximadamente 1 kg/m3. À medida que subimos, a densidade atmosférica vai diminuindo rapidamente, isto é, a quantidade de gases por unidade de volume diminui. Devemos lembrar ainda: a defi nição de densidade implica que para uma mesma massa, à proporção que o volume aumenta, a densidade diminui. Existe uma equação que relaciona a densidade da atmosfera com a altura, pressão e temperatura, entretanto, isso é assunto para mais tarde, quando você estiver estudando uma parte da Física chamada Termodinâmica.



Você deve ter conseguido fazer a massa de modelar fl utuar alterando o volume em contato com a água, ou seja, transformando-a em um corpo com a forma de uma canoa de fundo chato, por exemplo. Com isso, você aumentou o volume da massa e sua densidade diminuiu, permitindo a fl utuação do objeto.

Como sabemos, a água é mais densa que o ar, mas quando os raios do Sol aquecem a água do açude, as gotinhas que evaporam, quando são aquecidas, se dilatam, aumentando de volume sem variação de massa, logo, sua densidade diminui.

Dessa forma, com a densidade diminuindo até atingir um valor menor que a densidade do ar é que essas gotinhas acabam subindo. E, como já dito, sobem até se condensarem.

Vejamos agora um pouco mais de ciências para entendermos a variação da temperatura da atmosfera com a altura. Como você pode observar na Figura 2, a temperatura diminui com a altura, assim o vapor d’água que atinge essas regiões se condensa e se transforma em nuvens. E o que é mais importante, a densidade delas aumenta um pouco, fazendo-as fl utuar em um ambiente onde essa densidade é praticamente igual à do meio.

Figura 2 – Comportamento da temperatura da atmosfera em função da altura. Note também que de acordo com o comportamento da temperatura (curva tracejada) a camada recebe um nome específi co.

Agora, já sabemos como as águas saem dos reservatórios na superfície da Terra e se transformam em nuvens. Com a posterior queda da água das nuvens em forma de chuva temos fechado um dos ciclos fundamentais da natureza: o ciclo da água. A esse assunto voltaremos na aula sobre clima e tempo.

Nossa pergunta está respondida. Contudo, precisamos entender melhor a atmosfera terrestre.

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A Figura 2 mostra o comportamento, a partir da superfície da Terra (tendo-se como referência o nível do mar), da temperatura da atmosfera. Observando com cuidado esse gráfi co, verifi camos alguns aspectos interessantes. Vamos fazer isso juntos? Então, tente responder às seguintes questões.

Qual a temperatura na superfície da Terra ao nível do mar? (Esse é um valor médio, pois o valor absoluto varia de lugar para lugar).

A partir da superfície, você pode visualizar uma reta inclinada para a esquerda mostrando que a temperatura cai linearmente com a altura. Indique o valor mínimo da temperatura e a que altura isso ocorre para o trecho linear.



A região da atmosfera que vai da superfície (nível do mar) e envolve a faixa onde a temperatura diminui linearmente com a altura é chamada de Troposfera, a qual é considerada a primeira camada da atmosfera terrestre. É nessa faixa, de aproximadamente 13 km de espessura, que se concentra a maioria dos fenômenos meteorológicos e se formam as nuvens, os ventos e a chuva. É, portanto, uma camada que merece um pouco mais de atenção, já que faz parte da pergunta inicial desta aula.

Em se tratando de Troposfera, a primeira questão que surge é: qual o motivo para tal comportamento da temperatura da atmosfera, isto é, por que ela decresce com a altura?

A resposta é que a principal fonte de aquecimento da atmosfera nessa primeira parte é a superfície, a qual absorve a radiação visível que chega do Sol, aquecendo-se e emitindo-a no infravermelho para a atmosfera. Como em toda fonte de calor, à medida que nos afastamos da superfície, a temperatura diminui, ou seja, quanto maior a altura (mais longe da fonte), menor a temperatura.

Mais um mistério resolvido!

No entanto, verifi cando novamente o gráfi co, você verá que logo acima da Troposfera a temperatura começa a subir. Essa foi uma descoberta importante. Ela indica que existe uma fonte de calor acima dessa primeira camada que, ao contrário, faz com que haja aumento na temperatura com a altura atingida.

A explicação para esse fato está na existência da camada de ozônio, que ao absorver parte da radiação ultravioleta solar incidente na atmosfera se torna uma fonte de calor, emitindo no infravermelho.

A camada de ozônio é duplamente importante para o nosso planeta: primeiro, por absorver radiações que são nocivas aos organismos vivos habitantes da superfície; segundo, por contribuir para a temperatura de nosso planeta, ajudando a mantê-la nos níveis que se encontra atualmente.

Variação da densidade atmosférica com a altura

Quando a seleção brasileira de futebol joga contra a Bolívia, lá em Bogotá, nossos jornalistas enfatizam o que eles chamam de “problema com a altitude”. Dizem que nossos jogadores renderão menos fi sicamente, que a bola adquire uma velocidade diferente.

Será que essas preocupações têm fundamento? E, o que isso tem a ver com nossa aula?

Vejamos o que foi exposto no jornal Folha de São Paulo em sua edição de 07/11/2001:



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Bolívia impõe quarta derrota à seleção brasileira em La Paz

A seleção brasileira voltou a tropeçar jogando na capital boliviana, localizada 3.600 metros acima do nível do mar, ao perder por 3 a 1, hoje, pela penúltima rodada das eliminatórias sul-americanas.

Está (sic.) é a quarta vez que os brasileiros perdem para o adversário atuando no estádio Hernando Silles. Diante dos bolivianos, a seleção também sofreu sua sexta derrota em nove jogos como visitante na competição.

Em La Paz, o selecionado brasileiro sofreu sua primeira derrota em eliminatórias. Em 1993, a equipe dirigida por Carlos Alberto Parreira perdeu por 2 a 1. Os outros tropeços foram na Copa América de 63 e 79.

Na altitude, a equipe brasileira levou a melhor apenas duas vezes: em 1981, pelas eliminatórias da Copa da Espanha, e na fi nal da Copa América de 97. No primeiro, o time de Telê Santana ganhou por 2 a 1, enquanto, no outro, a vitória foi por 3 a 1.

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Verifi ca-se que o artigo não apresenta uma justifi cativa para o fato de nossos jogadores serem afetados pela altura. Vejamos, então, qual pode ser a explicação. Agora, para compreendermos essa relação, precisaremos dos conceitos de densidade e pressão.

Ao contrário do que ocorre com a temperatura, tanto a densidade quanto a pressão atmosférica diminuem continuamente com a altura. A expressão matemática desse comportamento envolve uma função chamada exponencial, que você estudará em Matemática. No momento, não necessitamos desse conhecimento, mas olhando o gráfi co a seguir (Figura 3), pode-se ter uma idéia quantitativa e qualitativa do comportamento da densidade e também da pressão em função da altura.

Ou seja, verifi camos que tanto a densidade quanto a pressão caem rapidamente com a altura. A 25 km de altura, a densidade já é tão baixa que seria impossível para qualquer um de nós respirar. A densidade é tão baixa que não permite que aviões voem a determinada altura.

Figura 3 – Gráfi co da variação da densidade e da pressão em relação à superfície



Atividade 5

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Como você já sabe, a densidade pode afetar a respiração. Podemos voltar a ler o texto do jornal e observar o gráfi co da Figura 3 para responder às questões propostas.

Qual é a altura de La Paz?

Localize no gráfi co, no eixo vertical, a altura correspondente a que você encontrou no item anterior.

Localize no gráfi co, no eixo horizontal, a pressão e a densidade relativas à altura que você marcou no item 2. Anote abaixo os resultados obtidos.Densidade: ___________; pressão: ___________. Esses são os valores relativos da densidade do ar e da pressão atmosférica em La Paz.

Qual é o valor relativo da densidade do ar a 4000 m de altura?

Note que na Figura 3 é mostrado quantitativamente o valor da densidade para diversas alturas. Perceba, ainda, que no eixo horizontal (eixo-x), encontramos os valores relativos de densidade e pressão, isto é, o valor máximo é 1,0 e os valores anteriores são percentuais desse valor máximo.

O valor 0,8, por exemplo, signifi ca que à altura correspondente, ou seja 2,0 km, a densidade é da ordem de 80% do valor na superfície. Assim, quando subimos 2,0 km, temos menos 20% de oxigênio e nitrogênio disponíveis para respirar.

Como se verifi ca nas respostas que você deu à atividade anterior, os nossos locutores e jornalistas desportivos não deixam de ter razão, a diferença relativa é da ordem de 30% e nosso organismo necessita de algum tempo para se acostumar com esse ar mais rarefeito.

Uma das características mais interessantes da atmosfera, que nos passa despercebido, é que ela possui peso e esse peso é responsável por aquilo que chamamos de pressão atmosférica. A atmosfera exerce pressão sobre o nosso corpo, sobre a superfície terrestre e sobre qualquer objeto que esteja em contato direto com ela. Estamos sofrendo o tempo todo a ação da pressão, no entanto, todos os nossos órgãos internos e externos estão habilitados



A chuva chega e com ela raios, relâmpagos e trovões! De repente, o tempo começa a mudar e as nuvens se tornam escuras, pois as gotinhas de água se aglutinam, tornando-se maiores e espalhando menos a luz do Sol. Essas gotas maiores não conseguem mais “fl utuar” e se precipitam em direção ao solo. Dessa forma, ocorrem as chuvas.

Mas, muitas coisas acontecem no interior das nuvens de chuvas, o qual é um local bastante conturbado. Ventos ascendentes e descendentes levam gotinhas para cima e para baixo e com elas, cargas elétricas são acumuladas em distintas posições dentro das nuvens, o que cria fortes campos elétricos nessa região. Quando esses campos se tornam “sufi cientemente altos”, acabam por provocar o movimento de cargas elétricas que tentam assim neutralizar as nuvens. Esse deslocamento, que nos fi os elétricos de nossas casas é chamado de corrente elétrica, nas nuvens é chamado de raio. O relâmpago é a parte visível da descarga elétrica. Assim, apesar de muita gente utilizar as palavras relâmpagos e raios como sinônimos, na verdade, os raios são descargas elétricas que ocorrem na atmosfera, enquanto os relâmpagos resultam da luz emitida durante essas descargas devido à ionização do ar.

E o trovão? Este nada mais é do que uma onda de choque produzida pela expansão súbita do ar em virtude de seu rápido aquecimento, provocado pelo raio, ou seja, apenas um efeito sonoro.

O que mais sabemos sobre os relâmpagos e os trovões

Em nosso país, há grande probabilidade de ocorrência de relâmpagos. Seus efeitos podem ser danosos para a sociedade, como também fundamentais para a vida e sua renovação. É através dessas descargas elétricas, relâmpagos ou raios, que a Terra mantém sua neutralidade elétrica, de modo que a cada segundo, em algum lugar do planeta, está ocorrendo um relâmpago. Além disso, por provocar incêndios em regiões como o cerrado brasileiro, contribui para a renovação da fl ora (isso é muito diferente das queimadas que, muitas vezes, são criminosas, danifi cam o solo e poluem o ar).

Leia um pouco mais sobre esse assunto no trecho a seguir, extraído de uma reportagem publicada na Revista Scientifi c American, Edição Nº 20 – janeiro de 2004.

Fenômenos elétricos na atmosfera

pela natureza para conviver nesse ambiente. O que acontece conosco quando subimos muito alto? Nosso ouvido dói. Isso ocorre porque a pressão externa diminui e a parte interna do ouvido força os tímpanos para fora, provocando a sensação de dor.

Pronto, na faixa de 300 a 3000 m, começam a se formar as nuvens, dependendo da temperatura e da pressão. Nos períodos mais frios, elas se condensam mais em alturas menores e, nos períodos mais quentes, em alturas maiores. Existem outros fatores importantes, como os ventos ascendentes que podem levar as nuvens até alturas da ordem de 12000 m. Esse fenômeno é mais comum nas regiões de grandes fl orestas, como a amazônica.



Atividade 6

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De acordo com as informações contidas no texto da Revista Scientifi c American, determine, aproximadamente, quantos relâmpagos ocorrem em média, por segundo, no Brasil e em nosso planeta.

Indique uma conseqüência boa e uma ruim, relacionadas à ocorrência de raios.

Desde que a Terra iniciou um processo de resfriamento, há bilhões de anos, descargas elétricas na atmosfera têm sido constantes. Essa fonte de energia pode estar associada à origem da vida, na passagem da matéria inorgânica para a orgânica, como sugerem algumas versões da teoria clássica.

Descargas entre as nuvens e o solo, os raios são a maior evidência da eletrifi cação da atmosfera na Terra. Atualmente, cerca de 700 milhões de raios por ano lampejam pelo globo terrestre. Provocam em média duas mil mortes e pelo menos 30% da falta de energia elétrica, entre outros inúmeros prejuízos. Certamente é interessante esclarecer que 99% dos raios são do tipo descendentes. Originam-se nas nuvens e terminam na superfície do planeta. No Brasil, ocorrem de 50 a 70 milhões de raios todo ano. Produzem em média uma centena de mortos e trazem perdas estimadas em R$ 500 milhões, na maior parte ao setor elétrico. O Brasil, devido à enorme extensão territorial e posição geográfi ca - a região tropical - pode ser considerado como o país de maior incidência de raios em todo o mundo, embora a região com maior densidade de raios por m2/ano esteja na África Central.

(PINTO JUNIOR; CARDOSO, 2005)



A partir da leitura do texto, podemos tirar algumas conclusões interessantes. A primeira delas é que o assunto tratado aqui é importante e que os cientistas se preocupam com ele. A segunda é que além dos raios que ocorrem no interior das nuvens, os quais não oferecem tantos riscos, também existem os raios que ocorrem entre o solo e as nuvens. Estes podem ser das nuvens para o chão (são a maioria, como você viu na reportagem!) e uma pequena quantidade ocorre da terra para as nuvens. E, fi nalmente, pode-se concluir que sem os raios não haveria vida na Terra, pois eles participam de importantes processos químicos, como a síntese de compostos orgânicos, fundamentais no surgimento da matéria viva.

Devemos lembrar ainda que nem todas as nuvens apresentam as condições necessárias para que se tenha a formação de relâmpagos, os quais ocorrem basicamente em um só tipo de nuvem: as cumulum nimbus (na aula 8, quando abordaremos clima, apresentaremos maiores detalhes sobre esse tipo).

Além disso, assim como os raios, há três tipos de relâmpagos. O primeiro é o que ocorre dentro das nuvens, isto é, em uma mesma nuvem ou naquelas que estão próximas. Um outro, muito freqüente, é do tipo nuvem-solo, e o terceiro, muito mais raro, do tipo solo-nuvens.

O texto abaixo, do qual recomendamos a leitura, retirado da publicação Física na Escola, v. 2, n.1, 2001, de autoria do Prof. Marcelo M. F. Saba, é bastante interessante e vale a pena ser lido por todos que desejam aprender mais sobre esse intrigante fenômeno natural.

Aqueles que tocam o solo (80%) podem ser divididos em descendentes (nuvem-solo) e ascendentes (solo-nuvem). Os que não tocam o solo podem ser basicamente de três tipos: dentro da nuvem, da nuvem para o ar e de uma nuvem para outra. O tipo mais freqüente dos raios é o descendente. O raio ascendente é raro e só acontece a partir de estruturas altas no chão (arranha-céus) ou no topo de montanhas (torres, antenas). Os raios ascendentes têm sua ramifi cação voltada para cima.

(SABA, 2001)

É interessante lembrarmos que entre os benefícios oriundos da ação dos raios está a própria vida. Sabemos que a síntese de material orgânico na atmosfera terrestre primitiva se dá na presença de descargas elétricas. Essa síntese passa pela formação dos coacervados (sobre esse assunto, você pode consultar a Internet, por exemplo, o site www.portalbrasil.net/educacao_seresvivos_origem.htm), tijolos fundamentais que antecedem a matéria viva. Por outro lado, ao cair em regiões como a dos cerrados brasileiros, provocando incêndios, os raios ajudam na renovação do solo e da vida do ecossistema. Lembre-se: os incêndios do tipo queimada e outros são muito diferentes dos provocados por raios, pois não respeitam os ciclos da natureza e em geral acabam poluindo o ar e empobrecendo o solo, ao destruírem importantes nutrientes.



Resumo

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Nesta aula, vimos que a atmosfera é responsável pela ocorrência dos fenômenos climáticos e por fornecer o ar que respiramos. Vimos também como se comportam alguns de seus parâmetros físicos, como temperatura, densidade e pressão. Aprendemos um pouco como esses parâmetros podem afetar a nossa vida, e também como ocorrem os raios e relâmpagos. Vimos ainda que os trovões são gerados pela expansão do ar, quando aquecido pelo raio.

Auto-avaliação Uma pessoa conta que durante uma tempestade ouviu um forte estrondo. Ela acredita ter sido causado pelo maior trovão que já existiu.

Logo depois, viu um clarão que iluminou todo o terreiro e o alpendre da casa (um relâmpago!). Essa história tem consistência física? Ou seja, a seqüência de eventos está correta? Justifi que sua resposta.

Dizemos que uma curva de temperatura apresenta gradiente positivo quando a temperatura aumenta com a altura, e gradiente negativo, quando a temperatura diminui com a altura. Com base nisso, a partir da Figura 1, complete a tabela (Figura 4).

Figura 4

Camada faixa de altura (km) gradiente de temperatura

troposfera Negativo

30−50 Positivo

Mesosfera 50−80

acima de 80km



3

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Siglas utilizadas nesta aula

LANDSAT: Satélite de Observação da Terra.

INPE: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – São José dos Campos SP, Brasil.

CPTEC: Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos.

NASA: National Aeronáutica and Space Administration.

Entreviste algumas pessoas para saber o que elas pensam acerca de como ocor-rem os relâmpagos e os trovões. Faça o relato dos resultados obtidos.

Supondo que a densidade do ar ao nível do mar seja de 1,2 kg/m3, qual a densidade do ar em La Paz ? E a densidade do ar a 12000 m (a altura em que os aviões a jato voam)?

CPTEC – Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. Disponível em: <www.cptec.inpe.br>. Acesso em: 20 jun. 2005.

FOLHA ON-LINE. Disponível em: <www.folha.uol.com.br/folha>. Acesso em: 7 nov. 2005.

GOODY, Richard M.; WALKER, James, C. G. Atmosferas planetárias. São Paulo: Ed. Blucher, 1996.

O CÍRCULO do geógrafo. Disponível em: <http://clientes.netvisao.pt/carlhenr/7ano.htm>. Acesso em: 20 maio 2005.

PINTO JÚNIOR, Osmar; CARDOSO, Iara. Relâmpagos. São Paulo: Edusp, 1992.

_________ ; ________ . Decifrando os Raios: A fonte provável da energia que elaborou a vida. Revista Scientifi c American, n. 20, jan./2004. Disponível em: <http://www2.uol.com.br/sciam/>. Acesso em: 17 maio 2005.

SABA, Marcelo M. F. Física na escola. v. 2, n. 1, 2001.

WEINER, Jonathan. Planeta Terra. São Paulo: Martins Fontes, 1986.

Referências



Anotações


EMENTA

> Franklin Nelson da Cruz

> Gilvan Luiz Borba

> Luiz Roberto Diz de Abreu

A Ciência e seus métodos, levantamento da realidade local, o Universo, o Sistema Solar e a Terra, a atmosfera e o clima, a biosfera, a hidrografi a, a fl ora e a fauna, a interferência humana no meio ambiente, uma primeira identifi cação de problemas ambientais.

CIÊNCIAS DA NATUREZA E REALIDADE – INTERDISCIPLINAR

AUTORES

AULAS

01 Situando a Ciência no Espaço e no Tempo

02 A Terra – litosfera e hidrosfera

03 A Terra – atmosfera

04 Bioma Caatinga – recursos minerais

05 Bioma Caatinga – recursos hídricos

06 Bioma Caatinga – recursos fl orestais e fauna

07 Interação Sol – Terra: fl uxos de Energia

08 Clima e tempo

09 O Homem – origens

10 A Hipótese Gaia

11 Poluição

12 Ciência e ética

13 Ciência, Tecnologia e Sociedade

14 Universo: uma breve apresentação

15 O Nordeste, o Homem e a Seca: natureza de uma realidade


2ª edição disciplina - proead · célia maria de araújo ... suﬁ cientemente baixa a ponto de...

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