aula2_meteorologia e climatologia

METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIAAtmosfera terrestre

Prof. Danielle Pereira Cintra de Senna

Centro Universitrio de Volta RedondaDepartamento de Engenharia Ambiental6 perodo

Atmosfera terrestreCaractersticas fsico-qumicas da atmosfera

Ar como composto de gases que permitiu o surgimentoe a manuteno da vida no Planeta



Ao gravitacional



Ao gravitacional Variao na densidade e na composio dos gases



Ao gravitacional Variao na densidade e na composio dos gases Homosfera

Mesosfera Estratosfera Troposfera


Homosfera: Nitrognio (N2) (78,1%) Oxignio (O2) (20,9%) Argnio (Ar) (0,0934%) Dixido de carbono (CO2) (0,033%) Outros gases (0,003%)


Homosfera Nitrognio (N2) (78,1%) Oxignio (O2) (20,9%) Argnio (Ar) (0,0934%) Dixido de carbono (CO2) (0,033%) Outros gases (0,003%) Material particulado Vapor dgua Oznio


Homosfera Nitrognio (N2) (78,1%) Oxignio (O2) (20,9%) Argnio (Ar) (0,0934%) Dixido de carbono (CO2) (0,033%) at 25 km Outros gases (0,003%) (Troposfera e parte da Material particulado Estratosfera) Vapor dgua Oznio


Homosfera Nitrognio (N2) (78,1%) Oxignio (O2) (20,9%) Argnio (Ar) (0,0934%) Dixido de carbono (CO2) (0,033%) Outros gases (0,003%) Material particulado Vapor dgua Oznio entre 20 e 35 km

(Estratosfera)


Homosfera: Material particulado Fonte natural

Poeira, cinzas, material orgnico, sal Fonte antrpica

Combustveis fsseis Carvo mineral e orgnico

Troposfera


Homosfera: Vapor dgua Distribuio no uniforme

Principalmente Troposfera


Homosfera: Oznio Entre 20 e 35 km (Estratosfera) Filtro ultravioleta


Heterosfera: Entre 90 e 10.000 km (aproximadamente)


Heterosfera: Entre 90 e 10.000 km (aproximadamente) divida em:

Termosfera Exosfera


Heterosfera: Entre 90 e 10.000 km (aproximadamente) divida em:

Termosfera Exosfera

Variaes Composio qumica Densidade Temperatura


Heterosfera: Composio qumica

Nitrognio molecular 90 a 200 km - TERMOSFERA Oxignio atmico 200 a 1.100 km TERMO e EXOSFERA tomos de Hlio 1.100 a 3.500 km - EXOSFERA tomos de Hidrognio a partir de 3.500 km - EXOSFERA


Heterosfera: Densidade

0,001 g/m3 96 km - TERMOSFERA 0,000001 g/m3 220 km TERMOSFERA

Homosfera Densidade

1.300 g/m3 0 m (nvel do mar) - TROPOSFERA


Heterosfera: Temperatura

Termosfera (80 a 600 km) 700C, a 200 km Absoro raios X, gama, ultravioleta Ionosfera


Heterosfera: Temperatura

Termosfera e Mesosfera: Mesopausa (80 km) -90C 25 a 30 C Grande rarefao Reduzida capacidade de reter energia


Homosfera: Temperatura

Estratopausa (50 km) Absoro de ondas curtas camadas anteriores Camada de oznio -57C a 0C



Troposfera (at 18 km) Absoro de ondas curtas camadas anteriores Camada da vida Atmosfera geogrfica

Fluxos de matria e energia Sistema Terra-Atmosfera Atividades humanas



Troposfera (at 18 km) Absoro de ondas curtas camadas anteriores Camada da vida Atmosfera geogrfica Temperatura depende da energiaemitida pela superfcie Absoro de ondas longas emitidaspela superfcie da Terra Efeito estufa Mdia de 20C 0,6C a cada 100 m

Atmosfera terrestreBalano de radiao

Sistema Superfcie-Atmosfera (SSA) Sistema aberto Fluxos de matria e energia

Troposfera Transferncia Transformao Armazenamento


Radiao solar: por unidade de rea ou por unidade detempo 1 cal/cm2 = 1 ly cal/cm2/min, cal/cm2/dia ou ly/min, ly/dia

Sistema Internacional de Unidades W/m2, J/m2/d, J/m2/h

Converses 1 J s-1 = 1 W 1 cal = 4,1855 J 1 MJ m-2= 23,8920 cal cm-2 1 ly = 1 cal cm-2 1 ly min-1= 697,5833 W m-2 1 ly = 41860 J m-2


Balano de radiao solar 2 cal/cm2/min SSA superfcie homognea Planeta variao latitudinal Ano diferenas sazonais

Processos Conduo Conveco Adveco Condensao Radiao

ConvecoConduo

Radiao

Modificado de: http://www.dea.uem.br/disciplinas/meteorologia/meteorologia8.pdf


Processos Conduo Conveco Adveco Condensao Radiao

Atmosfera terrestreProcesso de radiao

Radiao Espectro eletromagntico


Radiao Emisso

Temperatura superior a -273C ou 0 K. Depende da temperatura Comprimento de onda Quanto mais quente o corpo emissor, menor ser o comprimento

de onda Reflexo Absoro Transmisso


Radiao Reflexo

Albedo


Radiao solar: Entrada de energia Emisso Reflexo Absoro Transmisso

Fluxo de energia


Radiao Transferncia de energia

Ondas curtas radiao solar Ondas longas radiao terrestre Conveco

Transferncia de energia Ondas curtas radiao solar GANHO DE ENERGIA Ondas longas radiao terrestre PERDA DE ENERGIA


Balano de energia 100% topo da atmosfera Devolvidos ao espao:

28% fase ondas curtas(radiao solar) 19% reflexo nuvens 6% reflexo elementos

da atmosfera 3% reflexo superfcie

terrestre 72% fase de ondas longas

(superfcie terrestre) 5% diretamente para o

espao 67% emitido para

espao


Balano de energia 2 cal/cm2/min (100%) 50% interao com atmosfera

19% refletido pelas nuvens(espao)

5% absorvido 26% retida por componentes

da atmosfera 6% refletido para fora

do sistema 25% ganho da atmosfera

(aquecimento por ondas curtas) 50% atinge a superfcie do

Planeta 47% absorvido 3% refletido


Balano de energia Contribuio da radiao

terrestre: 50% atinge a superfcie do

Planeta (radiao solar) Emisso de ondas longas pela

superfcie terrestre Contra-radiao: ao gases,

aerossis e nuvens (efeitoestufa)

Lei de Stefan-Boltzmann:emisso de ondas longas pelasuperfcie terrestre naproporo da quarta potnciada temperatura que ela alcana

Emisso de ondas longassuperior quela que chega aotopo da atmosfera (114%)


Balano de energia Dos 114% emitidos

5% diretamente para oespao

Sobram 109% 25% da atmosfera 29% conveco

24% calor latente 5% calor sensvel

SSA : 109+25+29=163% 67%: emitido para espao 96%: contra-radiao


Balano de energia Perdeu 114% mas ganhou

96% = -18% =RESFRIAMENTO

Ganho em ondas curtas47%-18% = 29% =AQUECIMENTO

29% perdidos por calorsensvel e calor latente =EQUILBRIO


Balano de energia 100% topo da atmosfera Devolvidos ao espao:

28% fase ondas curtas(radiao solar) 19% reflexo nuvens 6% reflexo elementos

da atmosfera 3% reflexo superfcie

terrestre 72% fase de ondas longas

(superfcie terrestre) 5% diretamente para o

espao 67% emitido para

espao


Importncia no processo de transferncia de energia,responsvel pelo aquecimento do ar na Troposfera: Superfcie terrestre: emisso de ondas longas CO2 e H2O: absoro de ondas longas Atividades humanas afetam o balano de energia do SSA Nuvens:

barreira tanto a perda de radiao terrestre para o espao Restringe quantidade de radiao solar (direta ou difusa) que

alcana a superfcie

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