MUDANÇAS CLIMÁTICAS E DES. SUSTENTÁVEL-fasc. 02- ar, poluição e mudanças no clima

MUDANÇAS CLIMÁTICAS E DES. SUSTENTÁVEL-fasc. 02- ar, poluição e mudanças no clima

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652Ar, poluição e mudanças no clima

Josaphat Soares Neto

Univ ersidade

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Ar, poluição e mudanças no clima Josaphat Soares Neto

Objetivos

• Promover uma reflexão crítica sobre a importância da qualidade do ar para a sobrevivência dos seres vivos que habitam o planeta Terra.

• Estimular ações que proporcionem mudanças no modo de pensar e de agir do homem no uso racional dos recursos da natureza estimulando a construção de uma sociedade sustentável.

• Identificar os diversos fatores que contribuem para a poluição do ar, e seus impactos nas mudanças climáticas, possibilitando ações da sociedade civil, dos governos e das intituições.

1. A atmosfera

A atmosfera terrestre é a camada gasosa que envolve a Terra e se estende por centenas de quilômetros. Os limites inferiores da atmosfera são representados pela superfície da crosta terrestre e dos oceanos. No entanto, os limites superiores não são bem definidos devido às variações de altitude.

A atmosfera primitiva x atmosfera atual

A atmosfera atual é muito diferente daquela que se formou com nosso planeta há 4,6 bilhões de anos. Nesta época, a Terra, não era nada mais do que uma bola de rocha derretida cercada por uma atmosfera de hidrogênio e hélio. Ao longo de bilhões de anos de evolução, a Terra se resfriou o suficiente para formar uma sólida crosta coberta com ativos vulcões. Esses vulcões expeliam uma grande quantidade de gases, como vapor de água, dióxido de carbono e amônia. Com o decorrer do tempo, a luz do Sol quebrou as moléculas de amônia liberadas pelos vulcões, tendo como consequência a formação de nitrogênio na atmosfera.

Apesar dessa mudança química na composição gasosa da atmosfera, o que mais causou uma alteração radical na atmosfera terrestre, foi sem dúvida, a surgimento das cianobactérias, seres fotossintetizantes, capazes de utilizar a energia do Sol transformando em energia química, através da fotossíntese. Nesse processo, ocorre a utilização do gás carbôni- co (CO2) e a liberação do gás oxigênio (O2). Em apenas algumas centenas de milhões de anos, esta bactéria mudou com- pletamente a atmosfera da Terra, chegando a composição atual – uma mistura de 21% de oxigênio e 78% de nitrogênio. A atmosfera além do nitrogênio e do oxigênio apresenta ainda o gás carbônico (0,03%), gases nobres e o vapor de água, que exerce um importante papel na regulação da ação do Sol.

A atmosfera apresenta-se como uma barreira natural que desempenha o papel de um filtro protetor para diversos tipos de radiações vindas do espaço. Ela impede que a maior parte das radiações ultravioletas (UV) cheguem a superfície terrestre, o que poderia causar vários danos aos seres vivos em geral. Uma das principais consequências pelo excesso de raios ultravioletas seria o aumento de câncer de pele nos seres humanos.

Outras radiações que a atmosfera filtra são parte das radiações infravermelhas

(IV), irradiadas pela superfície terrestre de volta para o espaço. Este processo só se torna possível, graças a presença, embora muito pequena, de vapor de água, ozônio e gás carbônico, que absorvem a radiação infravermelha emitida pelo solo e, por esse fato, percebe-se que tais gases influenciam de forma direta no controle da temperatura média da Terra.

Este fenômeno é o responsavel pelo efeito estufa natural, importante na manutenção da vida terrestre, pois garante temperaturas desejáveis para uma grande diversidade de seres vivos. Outra importante função da atmosfera consiste na atuação como um escudo protetor contra a ação de milhares de meteoros que constantemente entram nessa massa gasosa. Esses corpos celeste são destruídos devido a ação da alta temperatura presente em algumas camadas, como também, pelo atrito provocado contra as partículas do ar.

Camadas da atmosfera

A atmosfera terrestre é constituída por cinco camadas que apresentam características diferentes dependendo da temperatura e da altitude. A temperatura da atmosfera varia entre camadas em diferentes altitudes sendo, portanto, um dos parâmetros de classificação das próprias camadas. Os contatos entre elas são áreas de descontinuidade e possuem o sufixo “pausa”, após o nome da camada subjacente. Assim, por exemplo, a tropopausa é a camada de transição entre a troposfera e a estratosfera. Desta maneira, podemos nomear as seguintes camadas da atmosfera em: Troposfera: é a primeira camada terrestre, de baixo para cima, e se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera. Ela possui uma altitude média de 11km, e contém cerca de 90% de toda a massa atmosférica. É tida como a mais importante em termos biológicos, pois nela vivem todos os seres vivos da Terra. Na Troposfera, à medida que aumenta a altitude, diminui a temperatura, chegando a -60º C, já nos limites da camada seguinte. Esta camada também é considerada importante porque nela ocorrem os fenômenos meteorológicos, tais como: ventos, furações, ciclones, nevascas, nuvens e chuvas. Desta maneira podemos afirmar que todos estes fenômenos ocorrem exclusivamente nesta camada. Estratosfera: se caracteriza pelos movimentos de ar no sentido horizontal e fica localizada entre 7 até 50km de altitude aproximadamente, sendo a segunda camada da atmosfera, compreendida entre a troposfera e a mesosfera. Sua temperatura aumenta à medida que aumenta a altura (de -50º C a 10º C). A estratosfera apresenta muita estabilidade, devido o ar ser muito rarefeito e como consequência disso, não ocorre os fenômenos meteorológicos que se observam na Troposfera. É uma região calma e por esse motivo, é considerada a camada mais adequada para o tráfego aéreo. É nela que está localizada a camada de ozônio, que se estende entre 25 a 50km. O ozônio (O3) é o principal responsável pelo aquecimento da estratosfera, pois absorve os raios ultravioletas através de reações fotoquímicas, impedindo a passagem das radiações nocivas e, com isso, contribuindo para o crescimento da temperatura na camada. O ozônio ao desempenhar este papel torna-se um verdadeiro filtro solar da Terra, permitindo a vida no nosso planeta. Devido ao seu papel fundamental na garantia de existência na vida terrestre, a sua destruição é considerada como um dos maiores problemas ambientais deste século. Este problema veremos mais adiante em nosso estudo sobre a poluição do ar. Mesosfera: mede cerca de 35km, indo de 50km de altitude, onde termina a estratosfera, até 85km. Dentre todas as camadas é a que apresenta as mais baixas temperaturas podendo chegar aos –100º C. As chamadas “estrelas cadentes” são objetos que, quando penetram na atmosfera terrestre, colidem com as moléculas de ar presentes na mesosfera. Termosfera: se inicia a 85km de altitude se estendendo por cerca de 500km. A temperatura volta a crescer, e isso ocorre devido a alta concentração de partículas carregadas de eletricidade chamadas íons situadas numa determinada região da Termosfera. A região da termosfera cheia de íons é conhecida por Ionosfera e corresponde a parte inferior da Termosfera. Nessa região há uma grande absorção de radiação de ondas curtas (ultravioletas e raios x) o que leva a ionização dos elementos ali presentes e, assim, elétrons livres também, o que leva a criação do plasma ionosférico. Esse plasma pode refletir ondas de rádio utilizadas em radiodifusão. Exosfera: é a parte superior da termosfera. Ela estende-se a partir de aproximadamente 550km. Devido a essa grande altitude, o ar se torna extremamente rarefeito de maneira que colisões entre moléculas é extremamente rara. É nesta região onde os satélites artificiais orbitam a Terra. Na Exosfera não há registro de absorção da radiação, por isso, ela não participa do processo de filtração seletiva da radiação, como a Estratosfera. A Exosfera seria uma fronteira entre a atmosfera da Terra e o espaço cósmico, onde não existe o ar.

2. O ar em movimento

Todos sabemos que o vento é o ar em movimento, mas movimento horizontal. O que muitos não sabem é que o Sol é o grande responsável pela existência dos ventos. Desta maneira, podemos afirmar que o vento é o movimento do ar sobre a superfície terrestre, resultado de um aquecimento desigual da atmosfera pelo Sol.

As radiações solares esquentam a superfície da Terra, que por sua vez esquenta o ar que a rodeia, fazendo-o dilatar-se. Ao dilatar-se, fica mais leve e sobe, deixando em seu lugar o ar mais frio que é mais pesado. O ar quente que sobe esfria e volta a Terra, substituindo o ar quente. É esse vaivém das massas de ar que forma o vento.

A circulação de ar quente e frio em sentidos opostos forma a chamada corrente de convecção, que ocorre sempre que, em um ambiente, existe um local com diferença de temperatura em relação ao restante. Através das correntes de convecção podemos explicar alguns padrões de comportamento dos ventos em determinadas regiões de nosso planeta, como por exemplo, as chamadas brisas marítimas e terrestres.

Brisa marítima x brisa terrestre

Sobre grandes porções de água - como oceanos e lagos - boa parte da energia que incide durante o dia é absorvida pela água ou envolvida no processo de evaporação, de modo que o ar que as encobre permanece relativamente frio; já o ar circundante é mais aquecido, devido ao calor refletido pela terra e sobe, fazendo com que a massa de ar frio ocupe seu lugar.

Desta forma, durante o dia o vento tende a soprar da água para a terra. Este fenômeno é chamado de brisa marítima. Durante a noite, a situação se inverte. Como a água mantém por mais tempo a energia calorífica recebida, o ar sobre ela mantém-se mais quente que o ar sobre a terra e, assim, a tendência do vento é soprar da terra para a água. Este fenômeno é chamado de brisa terrestre.

Em regiões montanhosas também existe um padrão característico de ventos, senão vejamos: durante o dia, as encostas são mais aquecidas do que as regiões mais baixas, de forma que o vento tende a soprar em sentido ascendente. À noite, a direção dos ventos tende a mudar, já que as regiões mais altas perdem calor mais depressa.

Observe nas figuras 3 e 4 o processo de formação dos ventos no litoral e em zonas montanhosas, (a)durante o dia; (b) durante a noite.

Relação entre a pressão atmosférica e os ventos

Quando o ar é aquecido, torna-se menos denso, causando diminuição da pressão atmosférica e determinando uma zona de baixa pressão. O ar frio determina uma zona de alta pressão e provoca a subida do ar quente na atmosfera. Desta maneira, forma-se uma corrente ascendente ou corrente térmica. Este tipo de corrente é fundamental para o voo dos pássaros, para os esportes radicais - asa delta, parapentes e planadores - e outras utilidades.

Diante do que já estudamos, podemos entender agora, como se forma os ventos numa escala global. O planeta Terra não é aquecido de forma uniforme, sendo que as regiões mais próximas ao Equador, por receberem mais diretamente as radiações solares, são mais quentes do que as regiões mais próximas do Polo Norte e do Polo Sul.

O ar das regiões próximas ao Equador é quente e determina uma zona de baixa pressão atmosférica, enquanto nos polos a pressão atmosférica é maior. O vento surge quando o ar se movimenta de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão.

Na figura, observamos o comportamento da circulação dos ventos. Cada hemisfério têm três padrões de vento: os polares, os de oeste e os alísios. As correntes de vento formam-se em direções opostas no Hemisfério Norte e no

Hemisfério Sul. Os ventos se deslocam ligeiramente voltados para leste ou para oeste, devido ao movimento de rotação da Terra.

Classificação dos ventos

De acordo com a velocidade que o vento pode desenvolver, medida pela distância que esse consegue percorrer em um determinado tempo, podemos classificá-los em diversos tipos. Vale ressaltar que essa classificação é a mais utilizada atuamentel. Tabela 1

Tipos de ventos e velocidades associadas:

Tipos de VentosVelocidades BrisaAté 20km/h Vento fracoDe 20 a 40km/h Vento forteDe 40 a 80km/h FuracãoIgual ou acima de 108km/h Tromba d’ águaAté 100km/h Vendaval Atinge 150km/h TufãoAté 120km/h Willy – WillyAcima de 50km/h CicloneAcima de 50km/h Tornado Atinge 490km/h

Os ventos podem ser constantes, ou regulares, periódicos, variáveis ou irregulares e locais.

A seguir uma sucinta descrição sobre cada um deles.

Ventos constantes

Alísios: são ventos que sopram constantemente dos trópicos para o Equador e que por serem muitos úmidos, provocam chuvas nesses arredores onde ocorre o encontro desses ventos. Por isso, a zona equatorial é a região das calmarias equatoriais chuvosas. Contra-alísios: são ventos secos, responsáveis pelas calmarias tropicais secas. Sopram do Equador para os trópicos, em altitudes elevadas.

Ventos Periódicos

Monções: São os ventos que, durante o verão, sopram do Índico para a Ásia Meridional e durante o inverno, sopram da Ásia Meridional para o oceano Índico. As monções são classificadas da seguinte forma: Monções Marítima: são ventos que se deslocam do oceano Índico para o continente e provocam fortes chuvas na Ásia Meridional, causando enchentes e inundações. Monções Continental: sopram do continente para o Oceano Índico provocando secas no sul da Ásia. Brisas: são ventos repetitivos que sopram do mar para o continente durante o dia e do continente para o mar durante a noite.

Ventos locais e variáveis

O vento local se desloca numa certa região em determinadas épocas. No Brasil, um bom exemplo de vento local é o Noroeste, massa de ar que, saindo do Amazonas, alcança o Estado de São Paulo entre agosto e outubro. No deserto do Saara, ocorre um vento extremamente forte conhecido como simum, que provoca enormes tempestades de areia. Já os ventos variáveis são massas de ar irregulares que varrem uma determinada área de maneira inesperada.

Ventos Perigosos

Ciclone: caracteriza-se por uma tempestade violenta que ocorre em regiões tropicais ou subtropicais, produzida por grandes massas de ar em alta velocidade de rotação. Os ventos de um ciclone podem superar 50km/h. Furacão: caracteriza-se por um vento circular forte, com velocidade igual ou superior a 108km/h. Os furacões são os ciclones que surgem no mar do Caribe (oceano Atlântico) ou nos EUA. Os ventos precisam ter mais de 119km/h para uma tempestade ser considerada um furacão. Giram no sentido horário (no hemisfério Sul) ou anti-horário (no hemisfério Norte) e medem de 200km a 400km de diâmetro. Sua curva se assemelha a uma parábola.

Tufão: são ciclones formados no sul da Ásia e na parte ocidental do oceano Índico, entre julho e outubro. É o mesmo que furacão, só que na região equatorial do Oceano Pacífico. Os tufões surgem no mar da China e atingem o leste asiático. Tornado: é o mais forte dos fenômenos meteorológicos, menor e mais intenso que os demais tipos de ciclone. Com alto poder de destruição, atinge até 490km/h de velocidade no centro do cone. Produz fortes redemoinhos e eleva poeira. Forma-se entre 10 e 30 minutos e tem, no máximo, 10km de diâmetro. O tornado é menor e em geral mais breve do que o furacão, e ocorre em zonas temperadas do Hemisfério Norte. Vendaval: vento forte com um grande poder de destruição, que chega a atingir até 150km/h. Ocorre geralmente de madrugada e sua duração pode ser de até cinco horas. Willy-willy: nome que os ciclones recebem na Austrália e demais países do sul da Oceania.

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