Quais são as camadas da atmosfera?

A atmosfera terrestre é tradicionalmente dividida em camadas de acordo com seus perfis de temperatura. Nesse post, vamos falar sobre essas camadas.

A primeira camada, mais próxima da superfície, é a troposfera. E essa camada é a mais importante para os meteorologistas. É nessa camada que ocorrem os principais fenômenos meteorológicos, é nessa camada que se desenvolvem e ficam localizados os 10 gêneros principais de nuvens. Na troposfera, a convecção e a mistura vertical são mais pronunciadas e isso torna o ar nessa camada mais instável e mais propenso a formação de fenômenos atmosféricos: furacões, ventos, tempestades, tornados, etc. Ou seja, todo fenômeno meteorológico que de alguma maneira interfere na vida prática aqui na superfície da Terra ocorre na troposfera.

Na troposfera, a temperatura cai com a altura a uma taxa média de 6,5ºC/km. O limite da troposfera é a tropopausa e a altura onde a tropopausa está localizada não é constante, já que depende da latitude. Quanto maior for a convecção na troposfera, maior será o volume de ar misturado na troposfera e dessa maneira a troposfera será maior e consequentemente a tropopausa estará localizada a uma altura mais elevada. Nos trópicos, o calor permite que haja mais convecção e mais mistura, de modo que a tropopausa está localizada a uma altura mais elevada nos trópicos em comparação às zonas temperadas e regiões polares. Como a tropopausa é de certo modo o limite de onde a convecção ocorre, o topo das nuvens Cb fica localizado nessa camada e eu falei sobre isso bem recentemente.

A próxima camada é a estratosfera. A estratosfera é conhecida principalmente porque é nela que está localizada a camada de ozônio. Inicialmente, a temperatura na estratosfera não varia com a altura, porém conforme vamos subindo, ocorre uma inversão térmica bastante pronunciada que se estende por muitos quilômetros de altura. A inversão térmica significa que a temperatura se eleva com a altura e isso ocorre na estratosfera justamente porque o ozônio absorve a radiação ultravioleta e nesse processo de absorção ocorre aquecimento local.

Após o fim da região de maior concentração de ozônio temos a estratopausa e logo acima a mesosfera. É na mesosfera que se formam algumas nuvens raras e muito peculiares chamadas de nuvens mesosféricas polares. É importante a gente destacar que a pressão atmosférica varia com a altura ao longo de toda a atmosfera, conforme pode ser observado na figura a seguir. Os gases mais pesados, que mais contribuem para a pressão do ar, ficam concentrados próximos da superfície. Na mesosfera, a pressão atmosférica é menor do que 1hPa, ou seja, praticamente 1000 vezes menor do que na superfície. Na mesosfera, a temperatura do ar cai com a altura até chegar na mesopausa, onde a temperatura torna a aumentar com a altura e então temos a termosfera.

Na termosfera, a elevação da temperatura com a altura ocorre porque há alguma absorção da radiação solar por parte das pouquíssimas moléculas de gases lá presentes. É na termosfera que ocorrem as auroras.

A figura a seguir ilustra o que foi descrito até aqui, indicando as camadas atmosféricas e suas alturas.

Qual o limite da atmosfera da Terra?

Responder essa pergunta é muito difícil, porque a concentração de gases vai diminuindo com a altura de maneira gradativa. Normalmente, considera-se o limite da atmosfera como cerca de 500km de altura, porque nessa altura uma molécula pode se deslocar por vários quilômetros até colidir com outra molécula. Nessa altura, as moléculas podem escapar da atração gravitacional da Terra e essa característica pode servir para traçar um limite superior.

É curioso destacarmos que a ISS possui uma órbita a uma altura de mais ou menos 408km. Ou seja, por essa definição, a ISS ainda está em nossa atmosfera. Mas é claro que isso não quer dizer que os astronautas podem simplesmente ficar por ali sem trajes apropriados, já que a presença de gás oxigênio é praticamente inexistente a essa altura. Além disso, a ausência de uma camada de ozônio faz com que os astronautas fiquem expostos à radiação ultravioleta, de modo que eles precisam proteger sua pele e seus olhos usando trajes apropriados e proteções nas próprias paredes da ISS.

Links recomendados sobre o tema

• No primeiro post do Meteorópole eu falei sobre as camadas da atmosfera (muito brevemente). Clique aqui e veja e compare como os posts melhoraram bastante desde o começo do blog.
• Se você chegou até aqui pesquisando sobre a termosfera porque gosta de auroras, veja esse post aqui também.
• O Vinícius, do Monolito Nimbus também escreveu sobre camadas da atmosfera. E ele também falou sobre gradiente vertical de temperatura na atmosfera (variação da temperatura com a altura).
• E tem esse vídeo incrível da NASA mostrando um voo pela atmosfera onde as camadas são descritas.

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