3.6 Entendendo o Perfil de Temperatura da Atmosfera

3.6 Entendendo o Perfil de Temperatura da Atmosfera

Agora podemos começar a entender as razões para o perfil de temperatura típica da troposfera. A atmosfera é na sua maioria transparente para a radiação solar visível que entra, portanto a superfície da Terra aquece, e assim aquece e umedece o ar acima dela. Este ar quente e úmido inicialmente se eleva adiabaticamente seco, e depois se molha adiabaticamente quando uma nuvem se forma. Diferentes massas de ar com diferentes histórias e diferentes quantidades de mistura de água e o resultado é um perfil típico de temperatura troposférica que tem uma taxa de lapso de (5-8) K km-1,

Se os perfis de temperatura atmosférica fossem determinados apenas pela humidade atmosférica, as massas de ar mais secas teriam taxas de lapso que são mais parecidas com a taxa de lapso adiabático seco, caso em que seria de esperar que os céus tivessem menos nuvens, mais finas. Mas muitos processos afetam a temperatura do ar em diferentes altitudes, incluindo a mistura de parcelas de ar, às vezes até da estratosfera, e a chuva e evaporação da chuva. A troca de radiação infravermelha entre a superfície da Terra, nuvens e gases absorventes de IV (isto é, vapor de água e dióxido de carbono) também desempenha um papel importante na determinação do perfil de temperatura da atmosfera, como mostraremos na lição sobre radiação atmosférica. Veja cuidadosamente o perfil de temperatura abaixo. Você verá evidências de muitos desses processos combinando para fazer do perfil de temperatura o que ele é.

Diagrama de T de Edmonton, AB, Canadá, em 28 de abril de 2015 às 0000 UTC. Diagrama de dados públicos da NOAA.

Crédito: NCAR

Se fizermos uma média de todos estes perfis ao longo de todo o ano e de todo o globo, podemos chegar a um perfil típico de temperatura troposférica. De acordo com a Organização da Aviação Civil Internacional (Doc 7488-CD, 1993), a atmosfera padrão tem uma temperatura de 15 oC na superfície, uma taxa de lapso de 6,5 oC km-1 de 0 km a 11 km, uma taxa de lapso zero de 11 km a 20 km, e uma taxa de lapso de -1 oC km-1 de 20 km a 32 km na estratosfera (ou seja, a temperatura aumenta com a altura). Embora este perfil padrão seja uma boa representação de um perfil com média global, é improvável que tal perfil de temperatura tenha sido visto com um radiosonde.

Combinando o conhecimento da estabilidade com o conhecimento dos processos úmidos nos permite entender o comportamento das nuvens na atmosfera. A seguinte imagem do vapor de água liberado de uma torre de resfriamento no reator nuclear Three-Mile Island, perto de Harrisburg, PA mostra o vapor de água rapidamente condensando para formar uma nuvem. A nuvem sobe, mas depois atinge um nível em que a sua densidade corresponde à densidade do ar circundante. A nuvem então pára de subir e começa a se espalhar.

a pluma de vapor de água subindo da central nuclear Three-Mile Island, perto de Harrisburg, PA. A forma de cogumelo deve-se ao perfil de temperatura na parte mais baixa da troposfera.

Crédito: W. Brune