A Importância da Água na Troposfera e Seus Processos

A água na Troposfera

1-A água está presente na Troposfera em decorrência de suas propriedades físicas de mudança de estado, podendo estar na forma líquida, gasosa ou sólida. Os processos de transformação de uma fase a outra são responsáveis pela absorção e liberação de grandes quantidades de energia. No estado gasoso, as moléculas do vapor d’água misturam-se perfeitamente com as dos outros gases na atmosfera.

Temperatura e Condensação

2-A temperatura é o fator responsável para a condensação de moléculas de vapor e também para as demais mudanças de estado físico da água. Dada a temperatura ideal para a condensação das moléculas de vapor, diz-se que a temperatura do ar alcançou a temperatura do ponto de orvalho (TPO). Os mecanismos principais para ser atingida a radiação (comumente observada em noites calmas de céu limpo), ascensão de um volume de ar úmido e mistura de um ar úmido com um ar frio mais frio. Temperatura do ponto de orvalho é a temperatura na qual ocorre a saturação se o ar se resfriar a uma pressão constante, sem o aumento ou diminuição de vapor d’água.

Umidade na Atmosfera

3-A umidade é tratada pela presença do vapor de água na atmosfera, sendo que para cada temperatura haverá uma quantidade máxima de moléculas de vapor. Sua unidade comumente utilizada é o milibar (mb) ou hectopascal (hPa).

4-A umidade absoluta expressa o peso do vapor de água em um dado volume de ar, representado por gramas por metro cúbico (g/m³). Não é muito utilizada, pois não retrata a quantidade real do vapor existente no ar, já que o ar muda de volume ao ascender (rarefaz-se) e ao descer (adensa-se).

5-A umidade específica é dada pelo peso do vapor de água (portanto seu peso) e o peso do ar, ou seja, quantos gramas de vapor existem em cada quilograma de ar úmido. A razão da mistura é do peso do vapor de água em gramas para cada quilograma de ar (sem o peso do próprio vapor).

Umidade Relativa e Índice de Massa

6-A umidade relativa é medida termo-higrômetros e psicrômetros e expressa uma relação de proporção relativa entre o vapor de existente no ar e o seu ponto de saturação. Em outros termos, ela mostra, em porcentagem, o quanto de vapor está presente no ar em relação à quantidade máxima possível de vapor que poderia haver sob a temperatura que se encontra.

7-Índice de massa ou índice de umidade é a massa de vapor d’água por quilograma de ar seco que terá seu valor máximo relativo à temperatura em que está no ambiente.

Nevoeiros e Nuvens

8-Nevoeiro, também conhecido como neblina e cerração, é uma nuvem muito baixa em contato com o solo, formada por gotículas de água. Seus principais processos geradores são: o nevoeiro de radiação, que ocorre em noites de céu limpo, quando ao se resfriar por radiação, a umidade contida no ar condensa; nevoeiro frontal, que ocorre em noites frias quando há mistura do ar quente com ar frio, podendo conduzir à condensação do vapor próximo à superfície; nevoeiro por advecção, quando há advecção de ar frio sobre superfícies líquidas, de modo que o vapor incorporado pelo ar o satura e, ao condensar, gera o nevoeiro; nevoeiro de evaporação, quando ocorre a evaporação de uma superfície líquida quente entrando em contato com uma camada de ar sobrejacente relativamente mais fria; nevoeiro orográfico, que ocorre em vertentes de barlavento das montanhas, onde o ar úmido é forçado a ascender e, por resfriamento adiabático, há condensação do vapor.

9-As nuvens resultam dos movimentos ascensionais do ar úmido, que permitem que ele, resfriando-se adiabaticamente, alcance seu ponto de saturação e atinja a temperatura do ponto de orvalho, iniciando-se assim, a condensação do vapor de ar existente. São formadas por gotículas de água em suspensão no ar, com diâmetros de 10 à 100 micrômetros, sendo cada metro cúbico contendo 100 milhões de gotículas. Podem ser formadas por cristais de gelo (tendem a ser maiores que as gotículas de água).

Classificação das Nuvens e Precipitação

10-As nuvens são classificadas em tipos de acordo com a forma que apresentam, sendo esta determinada pela intensidade com que ocorrem movimentos ascensionais, bem como seu alcance vertical. As nuvens podem ser classificadas como nuvens altas, com as bases a mais de 7km da superfície, correspondente a nuvens do tipo Cirros (compostas por cristais de gelo) ou de forma mista, com prefixo Cirro (compostas por cristais de gelo e água super resfriada). Nuvens médias quando a base está de 2km à 7km da superfície, com o prefixo Alto, compostas preferencialmente de água. Nuvens baixas com bases abaixo de 2km correspondente aos tipos Estratos e Estratos-cúmulos. Nuvens de desenvolvimento vertical são classificadas como nuvens baixas, podendo ultrapassar os 18km de extensão, gerando chuvas pesadas, com pelotas de gelo (granizo), neve, relâmpagos e tornados em algumas regiões.

11-Para que a precipitação ocorra, é necessário que as gotas de chuva e os flocos de neve cresçam o suficiente para não serem carregados pelas correntes no interior das nuvens e para serem capazes de atingir a superfície sem antes evaporarem completamente.

Tipos de Chuva

12-Chuva de origem térmica ou convectiva ocorre nas células convectivas. Os movimentos verticais que caracterizam a célula de convecção resultam no acentuado aquecimento de cada coluna de ar úmido, que é forçada a se expandir, ascendendo para níveis superiores da troposfera, onde resfria-se adiabaticamente. No processo de resfriamento, a parcela atinge seu ponto de saturação com a formação de nuvens.

Chuva de relevo ou orográfica: ocorre por ação física do relevo, que atua como uma barreira à advecção livre do ar, forçando-a a ascender. Ao ascender, o ar úmido resfria-se até o ponto de saturação.

Chuva de origem frontal: as frentes associadas à formação de nuvens que ocorrem pela ascensão de ar úmido ao longo de suas rampas devido a contraste de temperatura no ambiente.

Dinâmica dos Ventos

13-Campo paramétrico trata-se do campo que envolve a dinâmica dos movimentos do ar na Troposfera, regidos por princípios distribuição espacial do ar na superfície, caracterizada pela pressão atmosférica a partir da pressão tomada ao nível médio do mar e representada nas cartas de tempo ou cartas sinópticas por linhas que unem pontos de mesma pressão do ar, chamadas isóbaras.

14-Isóbaras são linhas que unem pontos de mesma pressão e barômetros são aparelhos utilizados para medir pressão.

15-Gradiente de pressão se deve à diferença de pressão do ar entre duas superfícies contíguas, de forma que, quanto maior for o gradiente, maior será a velocidade do vento.

Movimentos Verticais do Ar e Ventos Locais

16-Movimento de ascensão do ar é o movimento vertical que ocorre em áreas de baixa pressão, gerados pelo aquecimento do ar que, ao suspender, torna-se mais leve que o ambiente ao redor, o que provoca a sua ascensão.

Movimento de subsidência é o movimento que ocorre pelo adensamento do ar, tornando-o mais pesado, passando a desenvolver um movimento descendente, fazendo o ar passar de locais mais elevados para a superfície.

17-A tabela Beaufort propõe a classificação do vento a partir da correlação entre sua velocidade e os impactos por ele causados na paisagem do local em que atua. Com esta tabela, pode-se inferir a velocidade do vento, observando seus efeitos sobre a paisagem local. Com a velocidade, é caracterizado o vento e verificado seus efeitos na paisagem do local.

18-Efeito Coriolis trata-se do efeito causado pela rotação da Terra, se manifestando em grande escala espacial. O efeito Coriolis age sobre o vetor de deslocamento do vento, desviando-o de sua rota natural.

19-Vento geostrófico é o vento resultante quando a força de Coriolis é aplicada na mesma intensidade e em direção oposta à força do gradiente de pressão.

20-Ventos sazonais são ventos resultantes dos grandes contrastes que se formam sazonalmente entre continentes e os oceanos.

Ventos locais decorrem de um gradiente de pressão local que se estabelece como resultado do aquecimento diferencial da superfície com a alternância do dia e da noite. São classificados como brisa marítima e oceânica, brisa terrestre e continental e brisas de vale e montanha.

No verão, os continentes aquecem mais rapidamente que os oceanos, formando vários centros de baixas pressões relativas, que favorecem o deslocamento de ar marítimo.

No inverno, os oceanos ficam relativamente mais quentes que os continentes e o gradiente de pressão inverte-se, fazendo o ar escoar de continentes para o litoral.