Qual é o comportamento geral da temperatura com o aumento da altitude?


A densidade da atmosfera não é constante, mas diminui com a altitude.

A pressão atmosférica sobre uma dada superfície horizontal colocada a certa altura h acima da superfície da Terra depende da quantidade de ar na coluna que se estende desta superfície horizontal até o topo da atmodsfera. Então, a pressão atmosférica também diminui com a altitude.

Qual é o comportamento geral da temperatura com o aumento da altitude?

Considerando a atmosfera como um gás ideal em equilíbrio, com a mesma temperatura em todos os pontos, e também que h é muito menor do que o raio da Terra, de modo que g, o módulo da aceleração gravitacional, pode ser considerado constante, temos:

P(h) = PA e−kgh

com:

k = ρ/PA

em que ρ e PA representam a densidade do ar e a pressão atmosférica ao nível do mar.

A pressão atmosférica, portanto, diminui exponencialmente com a altitude.

A 25 oC:

  • ρ ≈ 1,18 kg/m3
  • PA ≈ 1,01 x 105 N/m2

de modo que:

kg ≈ 1,15 x 10−4 m−1

No topo do monte Everest, por exemplo, a cerca de 8,84 x 103 m de altitude, a pressão atmosférica é:

P(8,84 x 103 m) ≈ PA e−(1,15 x 10−4 m−1)(8,84 x 103 m) ≈ 0,36 PA

Portanto, no topo do monte Everest, o valor da pressão atmosférica é aproximadamente 36% do seu valor ao nível do mar.

Leis dos Fluidos Ideais

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A camada da atmosfera entre a superfície da Terra e a tropopausa , dentro da qual a temperatura do ar diminui em média com a altura a uma taxa de cerca de 6,5°C/km, embora as variações que ocorrem às vezes incluam inversões (aumento da temperatura com a altura dentro de alguma camada limitada).

A maior parte da turbulência atmosférica e das características meteorológicas ocorrem nesta camada, que contém quase todo o vapor de água atmosférico e a maioria dos aerossóis em suspensão na atmosfera

A camada mais baixa da nossa atmosfera, que é mais próxima da superfície da terra, é chamada ‘ Troposfera ‘.

Não é nada mais do que o ar que nos rodeia, da superfície da terra às nuvens mais altas. Se nós olharmos para o céu, nós tendemos a sobre estimar a espessura desta camada.

Qual é o comportamento geral da temperatura com o aumento da altitude?

A atmosfera (mostrada em azul) consiste em diversas camadas. A camada mais baixa é a Troposfera.

Mantenha em mente: no esquema, a atmosfera é mostrada muito mais fina do que é na realidade, como pode ver na fotografia

Perfil de temperatura e transporte de ar

A temperatura diminuí com o aumento da altitude . Torna-se mais fria na Troposfera, quanto mais alto nós vamos. Podemos sentir este efeito quando subimos de bicicleta as montanhas. Mas há um ponto na atmosfera onde esta tendência muda. A tropopausa – um ponto onde a temperatura na atmosfera é mínima.

Alguns cientistas chamam-lhe a armadilha fria, porque este é um ponto onde o ar ascendente não pode ir mais alto. Imagine uma parcela de ar como se mostra na direita. Pode ver que a parcela é parada na sua ascensão. Isto é importante para a dinâmica e a química da Troposfera, para a formação da nuvens e condições meteorológicas. Qual é a razão? O ar quente é mais leve do que o ar frio. Nós conhecemos este efeito na nossa vida diária. Se abrir a porta no inverno, sente-se sempre o ar frio primeiro nos pés, uma vez que é mais pesado e se afunda à superfície do chão da casa.

De igual forma, quando a Terra aquece na superfície da terra pela luz solar da manhã, o ar na superfície da terra aquece e torna-se mais leve do que o ar afastado da superfície da terra. O ar na terra começa a sua ascensão como um balão leve. Enquanto o ar em redor estiver mais frio (= mais pesado) o ar proveniente da superfície continua a subir. Na tropopausa este percurso para, porque o ar acima é mais quente e mais leve. Por esta razão é difícil para a água (nuvens) e para os compostos químicos atravessarem esta barreira invisível da temperatura na tropopausa. Assim, a maioria da química do ar e das alterações meteorológicas ocorrem na Troposfera. Se a água não pode ir mais acima da Troposfera, as nuvens também não podem formar-se em camadas da atmosfera mais elevadas, porque as nuvens são constituídas por gotas da água.

Qual é o comportamento geral da temperatura com o aumento da altitude?

Podemos ver as temperaturas médias na superfície da terra (15°C) e na tropopausa (-50°C) e num perfil de temperatura simplificado.

Perfis de temperatura na Troposfera e na baixa estratosfera (linha descontínua = adiabática seca).

As temperaturas são dadas em Kelvin (K) e em graus Celsius (°C) abaixo. fonte: desconhecida; adaptado de uma aula da Universidade de Harvard por Elmar Uherek.

A atmosfera protege-nos da luz solar intensa, fornece o oxigênio para respirar e torna possível a vida na terra.

Mas é somente uma camada que nos cobre muito fina.

Dimensão da Troposfera

Embora a Troposfera seja a camada mais fina da atmosfera, aproximadamente 11 km em torno de um planeta de 12,800 km de diâmetro, contem aproximadamente 90% da sua massa, isto significa 90% das moléculas do ar.

A Troposfera vai da superfície da terra até uma altitude de aproximadamente 7 km nos polos e de 17 km no equador.

A camada atmosférica seguinte acima da Troposfera é a estratosfera. A fronteira entre ambas as camadas é chamada tropopausa. Mas como podemos nós saber, onde é a extremidade da Troposfera?

As mudanças na tendência da temperatura dão uma resposta.

O ar ascendente

A parcela de ar quente na Troposfera (vermelho) sobe e expande-se durante sua ascensão.

Torna-se mais fresco, representado pela cor vermelha que vai desaparecendo, mas continua sempre mais quente do que o ar que rodeia a parcela. Ao chegar à tropopausa não pode elevar-se mais, mas apenas pode expandir-se para os lados.

Entretanto o mundo real é mais complicado. Nós não temos a mesma temperatura em toda parte na terra e nós não temos em toda parte -50°C na tropopausa em volta da terra. Além disso existem mudanças de temperatura com as estações. A figura dá-lhe uma ideia de perfis de temperatura diferentes em latitudes diferentes no verão e no inverno (é quase o mesmo nos trópicos).

Trópicos: perfil verde; tropopausa > 15 km
Regiões temperadas:
vermelho claro = verão; vermelho escuro = inverno; tropopausa > 10 km
Regiões polares:
azul claro = verão; azul escuro = inverno; tropopausa < 10 km

Ás vezes a camada troposférica imediatamente a seguir à superfície da terra comporta-se de forma um pouco diferente. É chamada “camada limite planetária” – CLP (em inglês: “planetary boundary layer” – PBL). Nesta camada limite planetária influências tais como a fricção, o transporte de calor, a evaporação, e a poluição de ar conduzem às mudanças dentro do período de uma hora.

A espessura desta camada pode variar entre algumas centenas de metros a aproximadamente dois quilômetros. A camada acima é chamada Troposfera livre. O processo mais importante na camada limite planetária é a mistura do ar devido ao ar ascendente da manhã.

O que é – Troposfera

A Troposfera é a camada da atmosfera logo acima da crosta terrestre.

Nela acontecem os principais fenômenos atmosféricos ligados ao clima.

A movimentação desta camada de ar, como resultado do aquecimento do planeta somado à sua rotação, provoca desde correntes de ar até furacões.

Na Troposfera as nuvens, que provocam chuvas e descarregam raios, se formam.

Sua espessura é de 11 km de altura nas regiões próximas à linha do equador – onde o ar é mais quente – e cerca de 8 km nos polos do planeta, lugares onde o ar muito frio ocupa menos espaço.

Como a temperatura do ar é a agitação das suas moléculas, nas regiões quentes as moléculas estão mais agitadas e ocupam um espaço maior (um volume maior), enquanto que nas regiões frias elas estão mais calmas e próximas (é mais denso).

Qual é o comportamento geral da temperatura com o aumento da altitude?

O diagrama mostra as camadas da atmosfera e seus perfis de temperaturas.

Na Troposfera a temperatura média é de 15 °C, mas diminui em média 6,5 °C para cada mil metros de altura, chegando a congelantes 57 °C negativos na tropopausa – região que separa a Troposfera da segunda camada atmosférica, a estratosfera.

É na Troposfera que estão 85% da massa de toda atmosfera e praticamente toda a água, que chamamos de umidade do ar. Toda essa massa de ar está em constante movimento, pois é aquecida próxima ao solo e resfriada na tropopausa. Este ciclo, chamado de convecção, é o principal responsável pela grande atividade desta camada de ar.

As diferenças nos comportamentos da temperatura nas diferentes camadas têm origem basicamente na forma com que cada uma é aquecida.

Assim, a Troposfera, que recebe calor principalmente do solo, através de radiação infravermelha refletida do Sol, é mais quente na sua base do que em maiores altitudes.

Aquecido pelo solo, o ar sobe (as moléculas ficam mais agitadas, aumentam o espaço ocupado – volume – e o ar fica menos denso: sobe) e com isso faz o ar frio descer (raciocínio inverso: no alto, perdem calor, ficam menos agitadas, se aproximam e o ar fica mais denso: desce). Todo esse movimento de subida e descida de moléculas, chamado de convecção, distribui a energia térmica pela camada e faz com que a Troposfera seja muito agitada, o que se percebe pelos ventos e demais instabilidades da atmosfera. Como a Troposfera é a camada da atmosfera com a qual nós e demais organismos vivos estamos em contato, somos levados a acreditar que toda a atmosfera é assim. Mas existem camadas onde a calmaria é a regra e não existem fenômenos climáticos. A estratosfera é assim.

Acima da Troposfera está a estratosfera, uma camada de ar que se estende dos 11 km até os cerca de 50 km de altitude. Acima dos 11 km a influência do calor vindo da crosta perde importância para o calor que chega diretamente pela radiação solar – a irradiação. Com isso, a partir da tropopausa, quanto mais alto se vai, mais quente fica o ar.

O perfil se inverte em relação ao da Troposfera: quanto mais alto, mais quente é, como se no topo do Everest fosse mais quente do que aqui, ao nível do mar!

Naturalmente, se isso fosse verdade na Troposfera, a Terra seria um planeta completamente diferente – talvez não favorável à vida.

Qual é o comportamento geral da temperatura com o aumento da altitude?

Nas camadas mais altas da atmosfera ocorre reflexão das ondas de rádio, o que já é utilizado pelas comunicações desde antes da invenção do satélite artificial. Assim, as camadas mesosfera e termosfera também são chamadas de ionosfera.

A Troposfera é a primeira camada, em contato com a superfície da Terra.

Sua altura atinge:

07 a 09 km nos polos
13 a 15 km nas latitudes temperadas
17 a 19 km no equador

Ocorre na Troposfera a totalidade dos fenômenos meteorológicos, devido a:

Alta porcentagem de vapor d’água

Presença dos núcleos de condensação, também conhecidos como núcleos higroscópicos

Aquecimento e resfriamento por radiação.

É mais alta no verão do que no inverno e também sobre centros de alta pressão do que sobre centros de baixa pressão.

A sua característica principal é a variação vertical da temperatura, também chamado “gradiente térmico”.

A temperatura na Troposfera decresce com a altitude, na vertical, cerca de: 0,65ºC/100m ou 2ºC/1.000ft ou 3.6F/1.000ft, chamado gradiente térmico normal ou positivo.

Nos limites superiores da Troposfera está localizada a “corrente de jato”(Jet Stream) fluxo de ventos fortíssimos, às vezes superiores a 200 nós. Predominando de oeste para leste, nas latitudes temperadas.

É a camada que se encontra em contato com a superfície da Terra. Atinge um altitude de 15-18 Km no Equador, e de 6-8 Km nos polos, sendo sua espessura variável com as estações do ano. Corresponde ao invólucro onde ocorrem os fenômenos meteorológicos mais importantes e que afetam diretamente a vida sobre a superfície.

A temperatura na Troposfera cai rapidamente com a altitude, numa razão média de 6,5 ºC por quilômetro.

O que é

A Troposfera é a camada atmosférica que se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera. (0 – 7/17 km), a temperatura diminui com a altitude, esta camada responde por oitenta por cento do peso atmosférico, sua espessura média é de aproximadamente 12km, atingindo até 17km nos trópicos e reduzindo-se para em torno de sete quilômetros nos polos.

A partir do final da estratosfera, encontra-se a mesosfera que se estende até 80 K de altitude.

Nesta camada, a temperatura é muito baixa, atingindo -120ºC. É nesta camada que se realizam as pesquisas meteorológicas.

Troposfera é a camada atmosférica que se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera(0 – 7/17 km). Esta camada responde por oitenta por cento do peso atmosférico e é a única camada em que os seres vivos podem respirar normalmente. A sua espessura média é de aproximadamente 12km, atingindo até 17km nos trópicos e reduzindo-se para em torno de sete quilômetros nos pólos. Todos os fenómenos meteorológicos estão confinados a esta camada.

A Troposfera contem uma grande variedade de gases: azoto (78%) e oxigénio (21%), sobretudo, mas também vapor de água, dióxido de carbono (CO2) e metano, entre outros. Estes gases mantêm o nosso planeta quente porque ajudam a reter o calor e radiam parte dele para a superfície da Terra.

Sofre o efeito direto do aquecimento da superfície: a convecção (aquecimento do ar por contato com a superfície mais quente e elevação deste ar sob forma de correntes ascendentes que vão distribuir o calor através dos níveis inferiores da atmosfera) distribui o calor na vertical da Troposfera.

A temperatura diminui com a altitude: o gradiente térmico é aproximadamente de 1ºC /150 m.

Característica térmica da Troposfera

A principal característica da Troposfera, é a redução na temperatura do ar à razão de 0,65ºC a cada cem metros de altitude, não levando-se em conta os efeitos da inversão térmica.

Os deslocamentos de ar

Os movimentos de ar na Troposfera são verticais e horizontais, estes causam condensação do vapor d’água ocorrendo a formação de nuvens e a precipitação de chuvas.

Os processos meteorológicos e a pressão atmosférica

Os processos meteorológicos se desenvolvem em sua totalidade na Troposfera; de sua base até aproximadamente 3km de altitude, é denominada de biosfera, esta, é submetida à troca de massas de ar com a camada livre situada no nível imediatamente superior, onde os ventos são mais fortes e constantes.

As nuvens determinam o clima do planeta pressão atmosférica decresce com o aumento da altitude. Ao nível do mar, a pressão gira em torno de é de 1.013 milibares, à medida que se vai subindo a pressão cai à razão de um milibar a cada oito metros até aproximadamente 1000 metros, esta razão varia continuando-se a subida, pois, à medida que se ascende, aumenta o número de metros necessários para provocar a mesma queda de pressão. Logo acima da Troposfera existe a camada de transição chamada de tropopausa.

Fonte: www.atmosphere.mpg.de/www.silverioortiz.kit.net/www.ufsm.br/arvoresdeirati.com

O que acontece com a temperatura em locais de alta altitude?

As regiões da Terra que se encontram mais próximas do nível do mar, isto é, que possuem menores altitudes, sofrem com uma maior pressão atmosférica, tornando-se mais quentes. Aquelas regiões com maior altitude, por outro lado, sofrem menos com a pressão atmosférica, tornando-se mais frias.

Qual é a influência da altitude na temperatura?

A altitude influencia o clima, sobretudo através da pressão atmosférica. Sabe-se que a pressão do ar é responsável pelo aumento das temperaturas. Assim, quanto maior a pressão, mais quente fica; quanto menor a pressão, mais frio.

Qual é o comportamento geral da temperatura?

Resposta. A temperatura tende a diminuir 1° celsius a cada 100 metros de altitude. Ou seja, quanto maior for a altitude, menor será a temperatura do local.

É correto afirmar que o aumento da altitude causa o quê?

(UFES) A altitude é um fator que influencia condições ambientais e, por isso, é levada em consideração na prática esportiva. É correto afirmar que o aumento da altitude causa: aumento da longitude.