O Ar
Muitas são as situações do nosso dia-a-dia em que percebemos a presença de ar. Quando sentimos a brisa suave no nosso rosto, quando o vento sopra forte balançando os galhos das árvores, quando respiramos e sentimos o ar entrando e saindo dos nosso pulmões, estamos percebendo a presença do ar.
Não podemos ver o ar nem tocá-lo. Ele é invisível, incolor (não tem cor) e inodoro (não tem cheiro). Mas existe, tem peso e ocupa espaço.
De que é feito o ar?
A matéria pode se apresentar na natureza no estado sólido, líquido e gasoso. O ar se apresenta no estado gasoso, é uma mistura de gases. O gás de maior quantidade é o gás nitrogênio ou azoto, que forma cerca de 78% do ar. Isso quer dizer que, em 100 litros de ar, há 78 litros de nitrogênio. Depois vem o oxigênio com cerca de 21%. O 1% restante inclui argônio, o gás carbônico e outros gases. Esta é a proporção de gases no ar seco. Mas normalmente, há também vapor de água (em quantidade variável) e poeira. Certos gases vindos das indústrias ou de outras fontes podem também estar presentes.
Gás oxigênio e a combustão
O gás oxigênio é um gás de importância fundamental para os processos vitais do nosso planeta, utilizado na respiração da maioria dos seres vivos. As algas e as plantas também absorvem oxigênio na respiração, mas, pela fotossíntese, liberam esse gás, possibilitando a sua renovação contínua no ambiente.
A maior parte do oxigênio inspirado é utilizado pelos seres vivos na produção de energia que mantém seus sistemas vitais.
Agora veja a figura.
Se emborcamos um copo sobre uma vela acesa, a chama se apaga. A vela se apaga porque o oxigênio dentro do copo foi gasto durante a queima da vela. O oxigênio é portanto necessário para a queima da vela. Aliás, ele é necessário para a queima de outros materiais também. O processo de queima é chamado combustão.
Em 1783, o químico francês Antoine Lavoisies (1743-1794) explicou esses fenômenos: na combustão ocorre a combinação do oxigênio com outras substâncias, liberando grande quantidade de calor em curto espaço de tempo.
Quando o motor do carro funciona, por exemplo, a gasolina combina-se com o oxigênio do ar. A gasolina ou a outra substância que está sendo queimada é chamada de combustível, e o oxigênio é chamado de comburente. Comburente é, portanto, a substância que provoca a combustão.
No caso da vela acesa, o comburente é o oxigênio do ar. O combustível é a parafina da vela. Mas, para começar a combustão, é preciso aquecer o combustível. No caso da vela, acendemos o pavio com um fósforo. O calor da chama do pavio aquece a parafina que se combina com o oxigênio e é queimado.
A combustão libera energia quiímica que está armazenada no combustível. Essa energia aparece sob a forma de calor e luz. Com a energia da combustão o ser humano movimenta veículos a gasolina, a gás, a óleo diesel ou a álcool, e cozinha alimentos no fogão. Essa energia pode ser liberada também em usinas termelétricas, que transformam energia de combustíveis, como o carvão e o petróleo em energia elétrica.
Depois que a vela se queima, sobra um pouco de parafina. Mas a quantidade que sobra é bem menor. Para aonde foi então a parafina que falta?
A combustão transforma o combustível, que no caso é a parafina, em vapor de água e gás carbônico. Ocorre aqui o que se chama de transformação química ou reação química. As substâncias presentas na parafina transformam-se em outras substâncias: o gás carbônico e a água.
O oxigênio e a respiração celular
Um animal mantido em um recipiente fechado morre logo – mesmo que haja comida suficiente. Por quê?
Quase todos os seres vivos empregam o oxigênio num processo que libera energia para as suas atividades. Sem oxigênio, a maiorias dos seres vivos não consegue energia suficiente para se manter vivo. Esse processo é chamado de respiração celular. Vamos ver como ele ocorre:
O processo que envolve a entrada de oxigênio em nossos pulmões e a saída de gás carbônico é chamado de respiração pulmonar. Dos pulmões o ar entra e, pela corrente sangüinea, é levado para dentro de estruturas microscópias que formam o nosso corpo, as células. Nas células ocorre a respiração celular, onde o oxigênio combina-se com substâncias químicas do alimento (principalmente com o açucar, a glicose) e libera energia. Além disso, produz-se também gás carbônico e água.
Veja um resumo da respiração celular:
glicose + oxigênio ——-> gás carbônico + água
A diferença entre respiração celular e combustão
Tanto na respiração celular quanto na combustão da maioria das substãncias, ocorre a produção de gás carbônico e vapor de água. Mas a respiração é um processo mais complicado e demorado do que a combustão: a respiração ocorre em etapas. A glicose, por exemplo, é transformada em uma série de substãncias até virar gás carbônico e água.
Se a respiração ocorresse da mesma forma que a combustão, a energia seria liberada muito rapidamente, e o calor faria a temperatura do organismo aumentar tanto que provocaria a morte. Em vez disso, na respiração a energia é liberada aos poucos, sem a temperatura da célula aumentar muito.
Gás carbônico
Sabe do que são formadas aquelas bolhas que aparecem nos refrigerantes? De gás carbônico. E são também de gás carbônico as bolhas que se desprendem em comprimidos efervescentes.
O gás carbônico compõe apenas 0,03% do ar. Ele aparece na atmosfera com resultado da respiração dos seres vivos e da combustão. É apartir do gás carbônico e da água que as plantas produzem açucares no processo da fotossíntese.
A partir dos açucares, as plantas produzem outras substâncias – como as proteínas e as gorduras – que formam o seu corpo e que vão participar também da formação do corpo dos animais.
Agora veja na figura como o carbono circula pela natureza: a respiração, a decomposição (que é a respiração feita pelas bactérias e fungos) e a combustão liberam gás carbônico no ambiente. Esse gás carbônico é retirado da atmosfera pelas plantas durante a fotossíntese.
Como outros gases, o gás carbônico pode passar para o estado líquido ou para o estado sólido se baixarmos suficientemente sua temperatura (a quase 80ºC negativos). O gás carbônico sólido é conhecido como gelo-seco e é usado na refrigeração de vários alimentos.
O nitrogênio
É o gás presente em maior quantidade no ar. Essa substância é fundamental para a vida na Terra, pois faz parte da composição das proteínas, que são moléculas presentes em todos os organismos vivos.
O nitrogênio é um gás que dificilmente se combina com outros elementos ou substâncias. Assim, ele entra e sai de nosso corpo durante a respiração (e também do corpo dos outros animais e plantas) sem alterações. Assim, os animais não conseguem obter o nitrogênio diretamente do ar, somente algumas bactérias são capazes de utilizar diretamente o nitrogênio, transformando-o em sais que são absorvidos pelas plantas. Os animais obtêm o nitrogênio somente por meio dos alimentos.
Essa transformação é feita por bactérias que vivem na raiz das plantas conhecidas como leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, amendoim, lentilha, grão-de-bico). É por isso que essas plantas não tornam o solo pobre em nitratos, como costuma ocorrer quando outras espécies vegetais são cultivadas por muito tempo no mesmo lugar.
Com sais de nitrogênio, as plantas fabricam outras substâncias que formam seu corpo. Os animais, por sua vez, conseguem essas substâncias ingerindo as plantas ou outros seres vivos. Quando os animais e as plantas morrem, essas substâncias que contêm nitrogênio sofrem decomposição e são trasnformadas em sais de nitrogênio, que podem ser usadas pelas plantas. Uma parte dos sais de nitrogênio, porém, é transformada em gás nitrogênio por algumas bactérias do solo e voltam para a atmosfera. Desse modo o nitrogênio é reciclado na natureza. Olhe o ciclo do nitrogênio:
O nitrogênio e os fertilizantes
A produção de sais de nitrogênio pode ser feita em indústrias químicas, a partir do nitrogênio do ar. Combina-se o nitrogênio com o hidrogênio, produzindo-se amoníaco, que é então usado para fabricar sais de nitrogênio.
O amoníaco tem ainda outras aplicações: ele é usado em certos produtos de limpeza e também para fabricar muitos outros compostos químicos.
Os gases nobres
São gases que dificilmente se combinam com outras substâncias, correspondendo a menos de 1% do ar. Eles não são utilizados pelo organismo dos seres vivos, entram e saem inalterados durante a respiração.
Entre os gases nobres, o argônio é o que está presente em maior quantidade (0,93%).
Em lâmpadas comuns (incandescentes), o argônio é muito utilizado, já que a sua produção é barata.
Outros gases nobres são:
- neônio, usado em letreiros luminosos (é conhecido como gás néon);
- xenônio, usado em lampadas de flsh de máquinas fotográficas;
- hélio, um gás de pequena densidade, usado em certos tipos de bexiga e balões dirigíveis;
- radônio, um gás radiativo, que, por isso é perigoso, em determinadas concentrações, para os seres vivos.
O vapor de água
Ao se colocar água bem gelada num copo e esperar alguns instantes, a parte de fora do copo fica úmida.
Como a água de dentro do copo não pode atravessar o vidro, a água que se formou veio do ar em volta do copo. Foi o vapor de água do ar que se condensou (passou para o estado líquido) em contato com a temperatura mais baixa do copo.
A água no estado de vapor que existe na atmosfera origina-se da evaporação da água dos rios, mares, lagos e solos, e também da respiração e transpiração dos seres vivos.
Talvez você já tenha ouvido falar em umidade relativa do ar. É a relação entre a quantidade de água que existe em certo momento na atmosfera e a quantidade máxima que ela pode conter (em torno de 4%). Quando essa quantidade é atingida, dizemos que o ar está saturado. O ar está saturado nas nuvens, no nevoeiro e quando começa a chover. Quanto maior a umidade relativa, maior a chance de chover.
Existe um instrumento simples que pode ser utilizado para medir a umidade relativa do ar: o higrômetro de cabelo.
Que é que um higrômetro mede? Um higrômetro indica umidades relativas. No higrômetro de cabelo um fio de cabelo humano, prêso em A, é enrolado no eixo B e fixo à mola C que o distende. Quando a umidade do ar aumenta, o cabelo absorve água do ar e expande, fazendo rolar o eixo com ponteiro ao ser distendido pela mola. O ponteiro indica a umidade relativa numa escala graduada.
ropriedades do ar/ dos gases
Uma bexiga cheia de ar tem mais massa que um bexiga vazia. Por quê?
Porque tem mais ar. O ar tem massa e ocupa espaço. Mas, no caso da bexiga, a diferença de massa é bem pequena e só pode ser medida em balanças bem sensíveis.
A diferença de massa é pequena, porque a densidade do ar é relativamente pequena – muito menor, por exemplo, que a dencidade da água.
Agora considere esta situação: você sente um cheiro gostoso de bolo ou outra comida vindo da cozinha. Na realidade, você está sentindo o efeito de gases que sairam do alimento e que estimularam certas partes do seu nariz. Isso acontece devido a uma propriedade do ar e de todos os gases: eles tendem a se espalhar, preenchendo todo o espaço disponível. Por isso, os gases que se desprendem do alimento se espalham pela casa.
Compare os gases com os líquidos: quando você despeja um pouco de água numa garrafa, sem enchê-la, a água se deposita no fundo. Ela não ocupa o volume todo da garrafa. Mas, por outro lado, qualquer que seja a quantidade de ar dentro de uma garrafa, ele estará ocupando todo o espaço da garrafa. O ar, e os gases em geral, ocupam todo o volume do recipiente onde estão. É a propriedade da expansibilidade.
Quando sopramos uma bexiga de aniversário, enchendo-a bem, constatamos que a parede do balão fica bem esticada. Isso acontece devido a outra propriedade do ar e dos gases: eles exercem pressão contra a parede do recipiente que ocupam.
A pressão exercida pelo ar na superfície da Terra chama-se pressão atmosférica. Recebe esse nome porque a atmosfera é a camada de ar que envolve o planeta.
Pressão atmosférica e a altitude:
O matemático francês Blaise Pascal (1623-1662) levou um barômetro para o alto de uma montanha. Após muitas observações, medições e anotações, ele verificou que a pressão do ar diminui com a altura. O ar vai ficando rarefeito (diminui a quantidade de moléculas nele presente), gradativamente, conforme aumenta a altitude.
A partir desse e de outros experimentos, os ciêntistas concluíram que a maioria dos gases está comprimida na parte mais próxima da superfície da Terra e que o ar fica rarefeito conforme a altitude aumenta, até um ponto em que não existe mais ar – esse é o limite da atmosfera de nosso planeta. Os avanços da ciência e da tecnologia têm possibilitado mais conhecimentos sobre a atmosfera.
O nivel do mar é utilizado como referencial quando se deseja calcular a pressão atmosférica.
Quanto maior a altitude, mais rarefeito é o ar, e assim, menor é a pressão que ele exerce sobre nós.
Compressibilidade e elasticidade
Observe o que acontece nas etapas do experimento abaixo:
Ao tampar a ponta da seringa e empurrar o êmbulo, o ar que existe dentro da seringa fica comprimido, passando a ocupar menos espaço. Isso ocorre em razão de uma propriedade do ar denominada compressibilidade.
Quando o êmbolo é solto e a força que comprime o ar é cessada, o ar volta a ocuparseu volume inicial. Isso ocorre em razão de uma propriedade do ar chamada elasticidade.
Os seres vivos e a pressão atmosférica
A atmosfera exerce pressão também sobre os organismos vivos.
Como o nosso corpo não se deforma? Ou porque não morremos esmagados?
Os organismos resistem porque os líquidos e os gases dentro deles exercem uma pressão contrária à da atmosfera.
A pressão atmosférica também é responsável pela entrada de ar nos nossos pulmões. Observe que na inspiração o tórax se expande, isto é, aumenta de volume.
Quando o tórax se expande, os pulmões também aumentam de volume , e o ar entra. Veja: na realidade, com a pressão do tórax, a pressão do ar nos pulmões diminui, ficando menor que a pressão atmosférica. É essa diferença entre a pressão atmosférica e a pressão de dentro dos pulmões que impulsiona o ar para dentro dos nosso corpo.
Quando o ar sai, na expiração, ocorre o inverso: o volume do tórax e o dos pulmões diminuem, e a pressão do ar interno torna-se maior que a da atmosfera, fazendo o ar sair.
Se você já viajou para locais mais altos como a serra, viajou de avião ou passou por alguma outra situação na qual você mudou de altitude rapidamente, deve ter percebido uma sensação desagradável na parte interna da orelha. Essa sensação é decorrente de um desequilíbrio momentâneo entre a pressão que existe dentro do seu corpo e a do ambiente, em que houve alteração.
A pressão atmosférica exerce força desigual sobre um dos lados do tímpano, distendendo-o.
A previsão do tempo
A rádio, a televisão, os jornais e os sites diariamente anuciam a previsão do tempo. Dentro de certa margem de segurança, ficamos sabendo se vai chover, se vai fazer frio ou calor.
Para facilitar o estudo da atmosfera, os ciêntistas a dividem em várias camadas:
Troposfera
A troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre. Nela se formam as nuvens e ocorrem as chuvas, os ventos e os relâmpagos.
Na troposfera concentra-se a maior quantidade do gás oxigênio que os seres vivos utilizam na respiração.
Estratosfera
Nessa camada, a umidade (presença de vapor de água) é quase inexistente. Há baixa concentração de gás oxigênio, e o ar, em geral, apresenta-se rarefeito. Na estratosfera encontra-se o gás ozônio (gás cuja, molécula é formada por 3 átomos de oxigênio, O3). Essa camada filtra os raios ultravioleta do Sol, evitando assim danos aos seres vivos. Na troposfera, porém, o ozônio, quando presente, é considerado um poluente.
Nessa região atmosférica não ocorrem as turbulências provocadas pelos fenômenos meteorológicos, comuns na troposfera; por isso os vôos mais longos e feitos por grandes aviões ocorrem nessa camada.
Mesosfera
É uma camada também rica em gás ozônio. Apresenta baixas temperaturas.
Ionosfera ou termosfera
Nessa camada o ar é muito rarefeito e existem partículas carregadas de eletricidade. Essas partículas possibilitam a transmissão de ondas de rádio e similares a grandes distâncias.
Exosfera
É a ultima camada da atmosfera, isto é, o limite entre nosso planeta e o espaço cósmico. Nessa camada predomina gás hidrogênio. O ar é muito rarefeito e as moléculas de gás “escapam” constantemente para o espaço. É onde costumam ficar os satélites artificiais.
Toda os fatores que influênciam no clima da Terra estão contidos na Troposfera, vamos estudar cada um deles agora.
A importância da previsão do tempo
Se sabemos que vai chover, levamos o guarda-chuva quando saímos de casa. Mas uma dica importânte sobre o tempo nos ajuda em muitas outras coisas. Entre elas, para avaliar as condições da estrada, quando viajamos, e também para a agricultura.
Os agricultores precisam, muitas vezes, fazer o plantio no início de um período de chuvas, porque as sementes precisam de água para germinar. Por outro lado, a previsão de enchentes, de geadas ou de falta de chuvas pode evitar prejuízos.
A meteorologia é a ciência que estuda as condições atmosféricas e, com isso, auxilia na previsão do tempo.
Os técnicos fazem a previsão do tempo estudando vários aspectos da atmosfera: massas de ar, frentes fria ou quentes, umidade do ar, temperatura do lugar, pressão atmosférica, etc.
Tempo e clima
É comum as pessoas confundirem os termos tempo e clima. Afinal, o que significa cada um deles?
O termo tempo corresponde a uma situação de momento. Indica o estado atmosférico em determinado tempo e lugar. Hoje, onde você mora, pode estar chovendo, mas amanhã poderá estar ensolarado. Pela manhã, pode estar muito calor e à tarde todos serem surpreendidos pela chegada de uma frente fria.
O termo clima corresponde ao conjunto de condições atmosféricas que ocorrem com mais freqüência em uma determinada região. Por exemplo, na caatinga, no Nordeste brasileiro, o clima é quente e seco, podendo ocorrer chuvas. Mesmo quando o tempo está chuvoso, o clima permanece o mesmo (quente e seco).
Fatores relacionados à previsão do tempo
As nuvens
O tipo de nuvem presente na atmosfera é uma pista para a previsão do tempo. Quando olhamos para o céu e vemos nuvens escuras, geralmente cinzentas, logo achamos que vai chover. A nuvem escura possui gotículas de água tão próximas umas das outras que a luz do Sol quase não consegue atravessá-las. E a chuva pode se formar justamente quando as gotículas se juntam e formam gotas maiores, que não ficam mais suspensas na atmosfera, e caem.
As nuvens podem ficar em diferentes altitudes e variar nas suas formas, que dependem de como a nuvem sobe e da temperatura do ar.
São utilizadas palavras que vieram do latim para descrever os vários tipos de nuvens.
- Cirros. Nuvens altas e de cor branca. Cirru significa ‘caracol’ em latim. Muitas vezes essas nuvens se parecem com cabelos brancos. Podem ser formadas por cristais de gelo.
-
Cúmulos. Nuvens brancas formando grandes grupos, com aspecto de flocos de algodão. Cumulu, em latim significa ‘pilha’, ‘montão’
Para descrever as nuvens usamos ainda os termos nimbos e altos. Nimbos são nuvens de cor cinza-escuro. A presença de nimbos no seu á sinal de chuva. Nimbos significa ‘portador de chuva’. E altos são nuvens elevadas.
Esses dois termos podem ser combinados para descrever os vários tipos de nuvens. Cúmulos-nimbos, por exemplo, são nuvens altas que costuma indicar tempestade.
As massas de ar
A massa de ar é um aglomerado de ar em determinadas condições de temperatura umidade e pressão. As massas de ar podem ser quentes ou frias. As quente, em geral, deslocam-se de regiões tropicais e as frias se originam nas regiões polares.
As massas de ar podem ficar estacionadas, em determinado local, por dias e até semanas. Mas quando se movem, provocam alteração no tempo havendo choques entre massas de ar quente e frio: enquando uma avança, a outra recua.
O encontro entre duas massas de ar de temperaturas diferentes dá origem a uma frente, ou seja, a uma área de transição entre duas massas de ar. A frente pode ser fria ou quente. Uma frente fria ocorre quando uma massa de ar frio encontra e empurra uma massa de ar quente, ocasionando nevoeiro, chuva e queda de temperatura.
E uma frente quente ocorre quando uma massa de ar quente encontra uma massa de ar frio que estava estacionada sobre uma região, provocando aumento da temperatura.
Os ventos
O ar em movimento se chama vento. Sua direção e velocidade afetam as condições do tempo. Para se prever quando uma massa de ar chegará a uma determinada localidade, é fundamental conhecer a velocidade dos ventos.
O movimento do ar, em relação à superficie da Terra, pode variar desde a calmaria e falta de vento até a formação de furacões que provocam a destruição em razão de ventos a mais de 120 quilomentros por hora.
A velocidade dos ventos é medida com um aparelho denominado anemômetro, que é, basicamente, um tipo de cata-vento, como se pode ver a seguir.
No anemômetro, as pequenas conchas giram quando o vento bate nelas, fazendo toda a peça rodar. Um ponteiro se movimenta em uma escala graduada, em que é registrada a velocidade do vento.
Nos aeroportos, é comum ver instrumentos, como, por exemplo, a biruta, que é muito simples, usada para verificar a direção do vento. Também podemos encontrar birutas na beira de praias, para orientar pescadores, surfistas etc.
Os aeroportos, atualmente tem torres de controle, nas quais as informações sobre velocidade e direção dos ventos obtidas por instrumentos são processadas por computadores, que fornecem dados necessários para o pouso e decolagem.
Agora vamos pensar: Em dias quentes, à beira-mar, algumas horas depois do amanhecer, pode-se sentir uma brisa agradável vinda do mar. Como podemos explicar isso?
O Sol aquece a água do mar e a terra. Mas a terra esquenta mais rápido que o mar. O calor da terra aquece o ar logo acima dela. Esse ar fica mais quente, menos denso e sobe. A pressão atmosférica nessa região se torna menor do que sobre o mar. Por isso, a massa de ar sobre o mar, mais fria, mais densa e com maior pressão, se desloca, ocupando o lugar do ar que subiu. Então esse ar aquece, e o processo se repete.
O movimento horizontal de ar do mar para a terra é chamado brisa marítima e acontece de dia.
De noite ocorre o contrário: a terra esfria mais rápido que o mar, já que a água ganha e perde calor mais lentamente que a terra. O ar sobre o mar está mais aquecido (o mar está liberando o calor acumulado durante o dia) e sobe. Então, o ar frio da terra se desloca para o mar. É a brisa terrestre.
Temperatura do ar
A temperatura do ar é medida por meio de termômetros. Os boletins meteorológicos costumam indicar as temperaturas máxima e mínima previstas para um determinado período.
O vapor de água presente no ar ajuda a reter calor. Assim verificamos que, em lugares mais secos, há menor retenção de calor na atmosfera e a diferença entre temperatura máxima e mínima é maior. Simplificando, podemos dizer que nesses locais pode fazer muito calor durante o dia, graças ao Sol, mas frio à noite como, por exemplo, os desertos e a caatinga.
Roupas típicas de habitrantes dos deserto costumam ser de lã, um ótimo isolante térmico, que protege tanto do frio quanto do calor excessivo. Além disso as roupas são bem folgadas no corpo, com espaço suficiente para criar o isolamento térmico.
Umidade do ar
A umidade do ar diz respeito à quantidade de vapor de água presente na atmosfera – o que caracteriza se o ar é seco ou úmido – e varia de um dia para o outro. A alta quantidade de vapor de água na atmosfera favorece a ocorrência de chuvas. Já com a umidade do ar baixa, é difícil chover.
Quando falamos de umidade relativa, comparamos a umidade real, que é verificada por aparelhos como o higrômetro, e o valor teórico, estimado para aquelas condições. A umidade relativa pode variar de 0% (ausência de vapor de água no ar) a 100% (quantidade máxima de vapor de água que o ar pode dissolver, indicando que o ar está saturado).
Em regiões onde a umidade relativa do ar se mantém muito baixa por longos períodos, as chuvas são escassas. Isso caracteriza uma região de clima seco.
A atmosfera com umidade do ar muito alta é um fator que favorece a ocorrência de chuva. Quem mora, por exemplo em Manaus sabe bem disso. Com clima úmido, na capital amazonense o tempo é freqüentemente chuvoso.
Como já vimos, a umidade do ar muito baixa causa clima seco e escassez de chuvas.
De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde), valores de umidade abaixo de 20% oferecem risco à saúde, sendo recomendável a suspensão de atividades físicas, principalmente das 10 às 15horas. A baixa umidade do ar, entre outros efeitos no nosso organismo pode provovar sangramento nasal, em função do ressecamento das mucosas.
No entanto, também é comum as pessoas não se sentirem bem em dias quentes e em lugares com umidade do ar elevada. Isso acontece porque, com o ar saturado de vapor de água, a evaporação do suor do corpo se torna difícil, inibindo a perda de calor. E nosso corpo se refresca quando o suor que eliminamos evapora, retirando calor da pele.
Nível pluviométrico/ quantidade de chuva
A quantidade de chuva é medida pelo pluviômetro. Nesse aparelho, a chuva é recolhida por um funil no alto de um tambor e medida em um cilindro graduado.
A quantidade de chuva é medida no pluviômetro em milímetros: um milímetro de chuva corresponde a 1 litro de água por metro quadrado. Quando se diz, por exemplo, que ontem o índice pluviométrico, ou da chuva, foi de 5 milímetros na cidade de Porto Alegre, significa que se a água dessa chuva tivesse sido recolhida numa piscina ou em qualquer recipiente fechado, teria se formado uma camada de água com 5 milímetros de altura.
Os meteorologistas dizem que a chuva é leve quando há precipitação de menos de 0,5mm em uma hora; ela é forte quando excede os 4mm.
Pressão atmosférica
A pressão atmosférica está relacionada à umidade do ar. Quanto mais seco estiver o ar, maior será o valor desta pressão.
A diminuição da pressão atmosférica indica aumento da umidade do ar, que, por sua vez, indica a possibilidade de chuva. A pressão atmosférica é medida pelo barômetro.
Estações meteorológicas
Nas estações meteorológicas são registradas e analisadas as variações das condições atmosféricas por meio de equipamentos dos quais fazem uso, como termômentros, higrômetros, anemômetros, pluviômetros, etc.
Nessas estações trabalham os meteorologistas, profissionais que estudam, entre outras coisas, as condições atmosféricas. Os meteorologistas contam com as informações captadas por satélites meteorológicos e radiossondas.
Os satélites meteorológicos são localizados em vários pontos do espaço, captam imagens da superfície e das camadas atmosféricas da Terra e podem mostrar a formação e o deslocamento das nuvens e das frentes frias ou quentes.
As radiossondas são aparelhos que emitem sinais de rádio. São transportados por balões e sua função é medir a pressão, a umidade, e a temperatura das camadas altas da atmosfera. Há aviões que também coletam e enviam informações sobre as condições do tempo.
Das estações meteorológicas, os técnicos enviam os dados das condições do tempo para os distritos ou institutos meteorológicos a fim de fazer as previsões do tempo para as diversas regiões.
No Brasil há o Inmet – Institudo Nacional de Meterologia e o Inpe – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, onde se fazem previsões que exigem maior precisão de dados.
As informações sobre o tempo nas diversas regiões do Brasil, divulgadas pelos noticiários, são obtidas junto a esses institutos ou de outros similares.
A poluição do ar e a nossa saúde
Como já vimos, a camada de ar que fica em contato com a superfície da Terra recebe o nome de troposfera que tem uma espessura entre 8 e 16 km. Devido aos fatores naturais, tais como as erupções vulcânicas, o relevo, a vegetação, os oceanos, os rios e aos fatores humanos como as indústrias, as cidades, a agricultura e o próprio homem, o ar sofre, até uma altura de 3 km, influências nas suas características básicas.
Todas as camadas que constituem nossa atmosfera possuem características próprias e importantes para a proteção da terra. Acima dos 25 km, por exemplo, existe uma concentração de ozônio (O3) que funciona como um filtro, impedindo a passagem de algumas radiações prejudiciais à vida. Os raios ultravioletas que em grandes quantidades poderiam eliminar a vida são, em boa parte, filtrados por esta camada de ozônio. A parcela dos raios ultravioletas que chegam à terra é benéfica tanto para a eliminação de bactérias como na prevenção de doenças. Nosso ar atmosférico não foi sempre assim como é hoje, apresentou variações através dos tempos. Provavelmente o ar que envolvia a Terra, primitivamente, era formado de gás metano (CH4), amônia (NH3), vapor d’água e hidrogênio (H2). Com o aparecimento dos seres vivos, principalmente os vegetais, a atmosfera foi sendo modificada. Atualmente, como já sabemos, o ar é formado de aproximadamente 78% de nitrogênio (N2), 21% de oxigênio, 0,03% de gás carbônico (CO2) e ainda gases nobres e vapor de água. Esta composição apresenta variações de acordo com a altitude.
Fatores que provocam alterações no ar
A alteração na constituição química do ar através dos tempos indica que o ar continua se modificando na medida em que o homem promove alterações no meio ambiente. Até agora esta mistura gasosa e transparente tem permitido a filtragem dos raios solares e a retenção do calor, fundamentais à vida. Pode-se dizer, no entanto, que a vida na Terra depende da conservação e até da melhoria das características atuais do ar.
Os principais fatores que têm contribuído para provocar alterações no ar são:
- A poluição atmosférica pelas indústrias, que em algumas regiões já tem provocado a diminuição da transparência do ar;
- o aumento do número de aviões supersônicos que, por voarem em grandes altitudes, alteram a camada de ozônio;
- os desmatamentos, que diminuindo as áreas verdes causam uma diminuição na produção de oxigênio;
- as explosões atômicas experimentais, que liberam na atmosfera grande quantidade de gases, de resíduos sólidos e de energia;
- os automóveis e indústrias, que consomem oxigênio e liberam grandes quantidades de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2).
Todos estes fatores, quando associados, colocam em risco o equilíbrio total do planeta, podendo provocar entre outros fenômenos, o chamado efeito estufa, que pode provocar um sério aumento da temperatura da terra, o que levará a graves conseqüências.
O efeito estufa
Graças ao efeito estufa, a temperatura da Terra se mantém, em média, em torno de 15ºC, o que é favorável à vida no planeta. Sem esse aquecimento nosso planeta seria muito frio.
O nome estufa tem origem nas estufas de vidro, em que se cultivam certas plantas, e a luz do Sol atravessa o vidro aquecendo o interior do ambiente. Apenas parte do calor consegue atravessar o vidro, saindo da estufa. De modo semelhante ao vidro da estufa, a atmosfera deixa passar raios de Sol que aquecem a Terra. Uma parte desse calor volta e escapa para o espaço, atravessando a atmosfera, enquanto outra parte é absorvida por gases atmosféricos (como o gás carbônico) e volta para a Terra, mantendo-a aquecida.
No entando desde o surgimento das primeiras indústrias, no século XVIII, tem aumentado a quantidade de gás carbônico liberado para a atmosfera.
A atmosfera fica saturada com esse tipo de gás, que provoca o agravamento do efeito estufa. Cientistas e ambientalistas têm alertado para esse fenômeno que parece ser a principal causa do aquecimento global.
Observe abaixo um esquema do efeito estufa.
- O gás carbônico e outros gases permitem a passagem da luz do Sol, mas retêm o calor por ele gerado.
- A queima de combustíveis fosseis e outros processos provocam acúmulo de gás carbônico no ar, aumentando o efeito estufa.
- Por meio da fotossíntese de plantas e algas, ocorre a remoção de parte do gás carbônico do ar.
A poluição
A poluição do ar é definida como sendo a degradação da qualidade do ar como resultado de atividades que direta ou indiretamente:
- Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
- criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
- afetem desfavoravelmente a biota (organismos vivos);
- afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
- lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos em leis federais [Lei Federal no 6938, de 31 de agosto de 1981, regulamentada pelo decreto no 88 351/83].
Poluição e sua fonte
Para facilitar o estudo do assunto, identificamos quatro tipos principais de poluição do ar, segundo as fontes poluidoras.
Poluição de origem natural: resultante de processos naturais como poeiras, nevoeiros marinhos, poeiras de origem extra terrestre, cinzas provenientes de queimadas de campos, gases vulcânicos, pólen vegetal, odores ligados à putrefação ou fermentação natural, entre outros.
Poluição relacionada aos transportes: resultante da ação de veículos automotores e aviões. Devido a combustão da gasolina, óleo diesel, álcool etc., os veículos automotores eliminam gases como o monóxido de carbono, óxido de enxofre, gases sulfurosos, produtos à base de chumbo, cloro, bromo e fósforo, além de diversos hidrocarbonetos não queimados. Variando de acordo com o tipo de motor, os aviões eliminam para a atmosfera: cobre, dióxido de carbono, monoaldeídos, benzeno etc.
Poluição pela combustão: resultante de fontes de aquecimento domésticos e de incinerações, cujos agentes poluentes são: dióxido de carbono, monóxido de carbono, aldeídos, hidrocarbonetos não queimados, compostos de enxofre. O anidrido sulfuroso, por exemplo, pode transformar-se em anidrido sulfúrico, e este, em ácido sulfúrico, que precipita juntamente com as águas das chuvas.
Poluição devida às indústrias: resultante dos resíduos de siderúrgicas, fábricas de cimento e de coque, indústrias químicas, usinas de gás e fundição de metais ferrosos. Entre esses resíduos encontram-se substâncias tóxicas e irritantes, poluentes fotoquímicos, poeiras etc. Além da poeira de natureza química, com grãos de tamanho dos mais diferentes, os principais poluentes industriais encontram-se no estado gasoso, sendo que os mais freqüentes são: dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxido de nitrogênio, compostos fluorados, anidrido sulfuroso, fenóis e álcoois de odores desagradáveis.
Inversão térmica
Um fenômeno interessante na atmosfera é o da inversão térmica, ocasião na qual a ação dos poluentes do ar pode ser bastante agravada. A coisa funciona assim: normalmente, o ar próximo à superfície do solo está em constante movimento vertical, devido ao processo convectivo (correntes de convecção). A radiação solar aquece a superfície do solo e este, por sua vez, aquece o ar que o banha; este ar quente é menos denso que o ar frio, desse modo, o ar quente sobe (movimento vertical ascendente) e o ar frio, mais denso, desce (movimento vertical descendente). Este ar frio que toca a superfície do solo, recebendo calor dele, esquenta, fica menos denso, sobe, dando lugar a um novo movimento descendente de ar frio. E o ciclo se repete. O normal, portanto, é que se tenha ar quente numa camada próxima ao solo, ar frio numa camada logo acima desta e ar ainda mais frio em camadas mais altas porém, em constantes trocas por correntes de convecção. Esta situação normal do ar colabora com a dispersão da poluição local.
Na inversão térmica, condições desfavoráveis podem, entretanto, provocar uma alteração na disposição das camadas na atmosfera. Geralmente no inverno, pode ocorrer um rápido resfriamento do solo ou um rápido aquecimento das camadas atmosféricas superiores. Quando isso ocorre, o ar quente ficando por cima da camada de ar frio, passa a funcionar como um bloqueio, não permitindo os movimentos verticais de convecção: o ar frio próximo ao solo não sobe porque é o mais denso e o ar quente que lhe está por cima não desce, porque é o menos denso. Acontecendo isso, as fumaças e os gases produzidos pelas chaminés e pelos veículos não se dispersam pelas correntes verticais. Os rolos de fumaça das chaminés assumem posição horizontal, ficando nas proximidades do solo. A cidade fica envolta numa “neblina” e conseqüentemente a concentração de substâncias tóxicas aumenta muito.
O fenômeno é comum no inverno de cidades como Nova Iorque, São Paulo e Tóquio, agravado pela elevada concentração de poluentes tóxicos diariamente despejados na atmosfera.
Com essas informações responda:
| Qual gás está presente em maior quantidade na atmosfera terrestre? Ele é absorvido por nós? Justifique a sua resposta. |
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 A atmosfera do planeta Terra é igual à dos outros planetas? Por quê? |
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| Qual a importância do gás ozônio encontrado na estratosfera? |
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| Que camada atmosférica apresenta maior quantidade de gás oxigênio? |
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| O que provoca a chuva ácida? |
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| Qual a importância do efeito estufa? |
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| Por que a inversão térmica pode agravar os efeitos da poluição do ar? |
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