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.
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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Porque o Sol aquece muito pouco o ar. Um grande percentual do calor emitido por nosso astro é absorvido pela parte sólida da Terra antes de ser repassado para a atmosfera. Como o ar é um mau condutor de calor, a temperatura vai caindo conforme nos afastamos do nível do mar – em média, fica 6,4 ºC mais frio a cada mil metros de subida. Essa regra vale independentemente de os lugares altos estarem mais próximos do Sol. Afinal, mesmo os 8 850 metros do
monte Everest, o ponto mais alto do planeta, são insignificantes em relação aos 150 milhões de quilômetros que separam a Terra do Sol. “A única diferença importante é que nas montanhas as variações de temperatura costumam ser menores que nas baixas altitudes.
Isso ocorre porque o ar elevado recebe menos calor durante o dia e, portanto, não se resfria tanto durante a noite”, afirma o meteorologista Marcelo Seluchi, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), em São José dos Campos (SP). Outro aspecto interessante é que a regra do “quando mais alto, mais frio” vale apenas para a parte inferior da atmosfera, chamada de troposfera. “Na camada seguinte, a estratosfera, que se estende dos 15 aos 50 quilômetros de altitude, a composição gasosa é diferente. Isso faz com que a temperatura se eleve com a subida”, diz outro meteorologista, Ricardo de Camargo, da USP.
Aquecimento superficial
Como o ar absorve pouco calor, é o solo que esquenta a
atmosferaENERGIA DIVIDIDAA temperatura diminui com a altitude porque o aquecimento se dá a partir da superfície terrestre. É que do total de energia que chega do Sol, apenas 19% são retidos pelo ar; 34% acabam refletidos de volta. São os 47% restantes, retidos pela parte sólida do planeta, que passam calor à atmosfera
OSCILAÇÃO BRUSCA
Ao nível do mar, o ar aquece rápido durante o dia e esfria bastante durante a noite. Isso faz com que as diferenças de temperatura sejam maiores em baixas altitudes que em lugares altos. Em desertos, a variação chega aos 40 ºC
REGRA INVERSA
A partir dos 15 quilômetros de distância da superfície, começa uma nova camada da atmosfera, a estratosfera, onde a temperatura segue um padrão diferente. Por lá, quando maior a altura, mais quente fica
FRIO CONSTANTE
Nas partes mais altas da atmosfera, o calor transmitido pela superfície para o ar chega em menor intensidade, e a temperatura não oscila tanto. No topo de montanhas elevadas, a mudança térmica não ultrapassa 1 ºC
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Por que a temperatura diminui com a altitude?
Um grande percentual do calor emitido por nosso astro é absorvido pela parte sólida da Terra antes de ser repassado para a atmosfera.
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