Dúvida do leitor: pressão atmosférica, temperatura e altitude



No post de hoje vamos responder a dúvida de uma leitora e vamos falar de pressão atmosférica. Na imagem de destaque, o detalhe de um barógrafo, instrumento que registra a pressão do ar. Cortesia de Shutterstock

A Kelly me mandou um pequeno texto, falando um pouco sobre sua dúvida. Vou postar o texto na íntegra:

A relação entre a altitude, a pressão atmosférica e temperatura tem sido um pouca confusa: quando a altitude é menor (nível do mar), teremos uma coluna maior de ar, ou seja, maior pressão atmosférica quando comparamos com um local de altitude maior. Só que quando associamos a pressão atmosférica à temperatura temos que em temperatura alta, temos uma baixa pressão. Se imaginarmos as cidades de Santos e São Paulo, como falar que em Santos a pressão é maior (tendo em vista a altitude) sendo que a temperatura também é alta e, consequentemente, teríamos uma situação de baixa pressão!
E outra situação: pensando no nordeste brasileiro, a temperatura lá é alta e por isso a região não seria caracterizada por baixa pressão? Mas vi em vários materiais que lá é alta pressão! Ficou um pouco confuso isto pra mim! Se puder me ajudar a esclarecer, fico muito grata!

Obrigada por visitar meu site, Kelly e obrigada pela mensagem. Então vamos lá.

A altitude e a pressão atmosférica estão mesmo ligados. A definição de pressão atmosférica é o peso da coluna de ar (leia mais aqui). Sendo assim, quanto maior a altitude do local, menor a coluna de ar sobre aquele local e portanto menor a pressão atmosférica. A Figura 1 (a seguir) é um gráfico que mostra a relação entre pressão atmosférica e altitude e podemos ver que essa relação é exponencial. Para quem quiser saber a equação que descreve a variação da pressão com a altitude, consulte o material da Prof. Alice Grimm (aqui).

Figura 1: Variação da pressão atmosférica (aqui em mb) com a altitude (em km). Quando maior a altitude, menor a pressão atmosférica. Fonte: Material da Prof. Alice Grimm

Sendo assim, a cidade de Santos-SP como está localizada no nível do mar, terá pressão do ar maior do que Cochabamba, na Bolívia (que está localizada a uma altitude de 2570m).

Em um momento em sua mensagem, a Kelly disse o seguinte:

Só que quando associamos a pressão atmosférica à temperatura temos que em temperatura alta, temos uma baixa pressão.

Mas será que é isso mesmo? A  Lei dos Gases pode ser expressa como:

eq. 1

onde p, ρ e T são pressão, densidade e temperatura absoluta. R é a constante do gás, lembrando que a atmosfera é uma mistura de gases e o R pode variar, já que a concentração de vapor d’água é diferente em cada localidade, além de mudar ao longo do ano e ao longo de um mesmo dia.

Eu decidi copiar um trecho da apostila da Prof. Alice Grimm, que eu sempre recomendo para todo mundo. Para mim, é um dos melhores materiais em português sobre Meteorologia Básica (principalmente a parte de Meteorologia Física). A apostila completa você pode conferir aqui, porém o trecho que destaco é o do capítulo 4.2:

 

A lei dos gases afirma que a pressão exercida por um gás é proporcional a sua densidade e temperatura absoluta. Assim, um acréscimo na temperatura ou na densidade causa um aumento na pressão, se a outra variável (densidade ou temperatura) permanece constante. Por outro lado, se a pressão permanece constante, um decréscimo na temperatura resulta em aumento na densidade e vice versa.

ode parecer, a partir do parágrafo anterior, que em dias quentes a pressão será alta e em dias frios será baixa. Contudo, isto não ocorre necessariamente. A dependência da pressão em relação a duas variáveis interdependentes (densidade e temperatura) complica o assunto. Como na atmosfera o volume de ar pode variar, variações na temperatura afetam a densidade do ar, isto é, a densidade varia inversamente com a temperatura. Em termos da lei dos gases isto significa que o aumento da temperatura não é normalmente acompanhado por um aumento na pressão ou que decréscimo de temperatura não está usualmente associado com pressão mais baixa. Na realidade, por exemplo, sobre os continentes em latitudes médias as pressões mais altas são registradas no inverno, quando as temperaturas são menores. A lei dos gases ainda é satisfeita porque a densidade do ar neste caso cresce (número maior de moléculas) quando a temperatura diminui (menor movimento das moléculas) e mais do que compensa esta diminuição. Assim, temperaturas mais baixas significam maiores densidades e freqüentemente maiores pressões na superfície. Por outro lado, quando o ar é aquecido na atmosfera, ele se expande (aumenta seu volume), devido a um movimento maior das moléculas e sua densidade diminui, resultando geralmente num decréscimo da pressão.

 

Em outras palavras, Kelly, se a gente analisar a equação da Lei dos Gases bem superficialmente (eq. 1), vamos concluir que essas duas variáveis tem uma relação linear diretamente proporcional (quando uma sobe a outra sobe / quando uma desce a outra desce). Entretanto, a densidade também varia com a temperatura, tornado essa relação não tão simples assim, como bem pontuou a Prof. Alice Grimm no trecho que destaquei. Portanto, não há nenhuma violação da Lei dos Gases.

Espero ter respondido sua pergunta de maneira direta e sem ter me estendido demais. Mais uma vez, obrigada pela sua mensagem.

Se quiserem participar, assim como a Kelly fez, basta mandar uma mensagem através do link no menu acima. Mande uma mensagem bem escrita, deixando bem clara qual é a sua dúvida (como fez a Kelly). Se você tiver mais de uma dúvida, mande mais de uma mensagem. Assim fica mais fácil de eu organizar meus posts e definir quando sua dúvida será respondida.

Se eu não respondi sua pergunta (e já faz algum tempo que você me mandou, mais de 3 meses, por exemplo), por favor, mande novamente. A participação de vocês por e-mail e mensagens na fanpage é muito importante.