Composição e estrutura da atmosfera

Roger G. Barry & Richard J. Chorley

A atmosfera, vital à vida terrestre, envolve a Terra em uma espessura de apenas 1% do raio do planeta. Ela evoluiu à sua atual forma e composição há pelo menos 400 milhões de anos, quando uma considerável cobertura vegetal já havia se desenvolvido sobre o solo. Em sua base, atmosfera repousa sobre a terra e a superfície do oceano, o qual, atualmente, cobre aproximadamente 71% da superfície do globo. Embora o ar e a água compartilhem de propriedades físicas um tanto semelhantes, eles diferem em um aspecto importante – o ar é compressível, ao passo que a água é basicamente incompressível.

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O ar é uma mistura mecânica de gases, e não um composto químico. O ar seco, em volume, é composto em mais de 99% de nitrogênio e oxigênio [...]. Observações realizadas com foguetes mostram que esses gases são misturados em proporções constantes até aproximadamente 100 km de altitude. Apesar de sua predominância, esses gases são de pouca importância climática.

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Os gases atmosféricos obedecem algumas leis simples em resposta a mudanças na pressão e temperatura. A primeira, a lei de Boyle, postula que, em uma temperatura constante, o volume (V) de uma massa de gás varia inversamente à sua pressão (P), isto é,

P = k₁ / V,

(k₁ é uma constante); e a segunda, a lei de Charles, diz que, em uma pressão constante, o volume varia diretamente com a temperatura absoluta (T) medida em graus Kelvin [...]:

V = k₂ x T.

Essas leis implicam que as três qualidades da pressão, temperatura e volume são completamente interdependentes, de modo que qualquer mudança em uma delas causará uma mudança de compensação em uma ou nas outras duas.

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A atmosfera pode ser dividida de maneira conveniente em diversas camadas horizontais diferenciadas, com base principalmente na temperatura [...]. As evidências dessa estrutura vêm de balões meteorológicos, pesquisas com ondas de rádio e, mais recentemente, de sistemas de sondagem em foguetes e satélites. [...]

Fonte: Barry, R. G. & Chorley, R. J. 2013. Atmosfera, tempo e clima, 6ª edição. Porto Alegre, Bookman.