118_METEOROLOGIA_E_CLIMATOLOGIA_VD2_Mar_2006

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METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA
Mário Adelmo Varejão-Silva
Versão digital 2 – Recife, 2006
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3. Variação vertical de propriedades da atmosfera.
Em valores aproximados pode-se dizer que 50% da massa total da atmosfera advém
do ar existente nos primeiros 5 km de altitude; abaixo de 10 e de 20 km concentram-se, res-
pectivamente, 75 e quase 95% do ar existente (Tabela III.2). Essa progressiva rarefação do ar
ao longo da vertical é que torna impossível estabelecer um limite físico externo para a atmosfe-
ra. A 120 km de altitude, por exemplo, o livre percurso médio das moléculas é estimado em
cerca de três metros, mas ainda há atmosfera !
Diversas tentativas foram feitas no sentido de dividir a atmosfera em camadas aproxi-
madamente homogêneas no que concerne as suas propriedades físicas, o que tornaria mais
fácil seu estudo. O critério atualmente aceito fundamenta-se na variação da temperatura do ar
com a altitude. Essa variação é expressa pelo pela componente vertical do gradiente térmico
(conforme se viu no Capítulo II) com sinal trocado e é representada por Γ. Assim:
Γ = –∇XYT = –∂ T/∂ z. 
As derivadas parciais foram usadas para indicar que a temperatura também depende
das coordenadas horizontais. Como se observa, a variação vertical de temperatura é negativa
se a temperatura diminui com a altitude e positiva no caso contrário.
É possível traçar (em um diagrama T, z) a curva que representa a variação vertical da
temperatura do ar. Os pontos de inflexão dessa curva traduzem mudanças do sinal do gradi-
ente térmico vertical (Fig. III.1). As camadas onde não há variação da temperatura com a altitu-
de (Γ = 0) são ditas isotérmicas.
De conformidade com o critério térmico, a atmosfera está dividida em quatro camadas,
aproximadamente homogêneas (troposfera, estratosfera, mesosfera e termosfera), separadas
por três zonas de transição (tropopausa, estratopausa e mesopausa). No estudo dessas cama-
das não se pode perder de vista que se está diante de um meio fluido e, assim, não se deve
esperar que existam limites definidos entre elas. Tampouco pode ser esquecido que o critério
térmico se baseia na distribuição vertical média da temperatura do ar, observada em todo o
planeta (Fig. III.1, painel superior). Isto quer dizer que, em um dado instante e região da at-
mosfera, as condições reais podem ser bastante diferentes das correspondentes à média pla-
netária. Por exemplo: na troposfera, em geral, a temperatura do ar diminui com a altitude ( Γ >
0 ) mas não raro verifica-se a presença de uma camada onde há uma variação vertical de tem-
peratura positiva (a temperatura aumenta com a altitude), caracterizando o que se conhece por
camada de inversão.
3.1 - Troposfera e tropopausa.
A troposfera, justaposta à superfície terrestre e por ela aquecida, é a mais importante
das camadas da atmosfera, sob o ponto de vista da Meteorologia. Na troposfera se concentram
cerca de 3/4 da massa total da atmosfera e quase todo o seu vapor d'água. Esta última cir-
cunstância lhe torna o ambiente natural de praticamente todas as nuvens e dos fenômenos
meteorológicos direta ou indiretamente decorrentes da presença do vapor d'água no ar.