O documento fornece informações sobre a atmosfera terrestre, incluindo sua estrutura vertical e composição. É descrita a estrutura em camadas da atmosfera de acordo com a variação de temperatura e composição química. São apresentadas as principais substâncias gasosas presentes e suas concentrações, assim como métodos para medir abundâncias atmosféricas.

1. FFoorrmmaaççããoo BBáássiiccaa ppaarraa TTééccnniiccooss ddee MMeetteeoorroollooggiiaa
Diamantino HHeennrriiqquueess
22001144

2. A Atmosfera
É a camada gasosa que envolve a Terra.
O ar
É uma mistura de gases e partículas em
suspensão.

3. Estrutura vertical da Atmosfera

4. Observação da estrutura vveerrttiiccaall ddaa AAttmmoossffeerraa
As radiosondas
permintem um
conhecimento
detalhado da
estrutura vertical
da atmosfera

5. HHoommoossffeerraa ee HHeetteerroossffeerraa

6. EEssttrruuttuurraa VVeerrttiiccaall ddaa AAttmmoossffeerraa
EEmm ffuunnççããoo ddaa vvaarriiaaççããoo
ddaa tteemmppeerraattuurraa::
•TTeerrmmoossffeerraa
•MMeessoossffeerraa
•EEssttrraattoossffeerraa
•TTrrooppoossffeerraa
EEmm ffuunnççããoo ddaa vvaarriiaaççããoo
ddaa tteemmppeerraattuurraa::
•TTeerrmmoossffeerraa
•MMeessoossffeerraa
•EEssttrraattoossffeerraa
•TTrrooppoossffeerraa
EEmm ffuunnççããoo ddaa vvaarriiaaççããoo
ddaa ccoommppoossiiççããoo qquuíímmiiccaa::
•HHeetteerroossffeerraa
•HHoommoossffeerraa
EEmm ffuunnççããoo ddaa vvaarriiaaççããoo
ddaa ccoommppoossiiççããoo qquuíímmiiccaa::
•HHeetteerroossffeerraa
•HHoommoossffeerraa

7. IIoonnoossffeerraa

8. IIoonnoossffeerraa

9. CCaammaaddaa LLiimmiittee PPllaanneettáárriiaa

10. Estrutura vertical da Atmosfera

11. CCOOMMPPOOSSIIÇÇÃÃOO DDAA AATTMMOOSSFFEERRAA
Constituinte Tempo Residência
(Anos)
Abundância
ppm(v)
Quase
-permanentes
Azoto - N2 » 2 ´ 107 0.781 ´ 106
Oxigênio - O2 » 4 ´ 103 0.209 ´ 106
Argon - Ar > 106 9170
Neon - Ne > 106 18.2
Hélio - He > 106 5.24
Kripton - Kr > 106 1.14
Xenon - Xe > 106 0.086
Variáveis
Dióxido de carbono - CO2 » 3 395
Metano - CH4 » 5 1.6
Monóxido de carbono - CO » 0.5 0.11
Hidrogênio - H2 » 5 0.56
Óxido nitroso - N2O 100 0.3
Cloroflurocarbonetos - CxFyClz 1 -100 0.3 ´ 10-3
Muito
variáveis
Ozono - O3 » 0.08 0.01 -0.05
Vapor de água - H2O » 0.03 » 1000
Óxidos de azoto - NOx » 0.01 £ 10-3
Amoníaco - NH3 » 0.01 £ 10-2
Dióxido de enxofre - SO2 » 0.01 £ 10-3

12. MMeeddiiddaass ddee aabbuunnddâânncciiaass aattmmoossfféérriiccaass
x = ni = v
i =
p
i
i RRaazzããoo ddee mmiissttuurraa mmoollaarr
((eemm vvoolluummee)):: n
V
p
% (v) = 10-2
ppm (v)= 10-6
ppb (v) = 10-9
ppt(v) = 10-12
r m n M
x M
i
i = = =
RRaazzããoo ddee mmiissttuurraa
i i i
((eemm mmaassssaa)):: m
nM
i
M
% (m) = 10-2
ppm (m) = 10-6
ppb(m) = 10-9
ppt (m)= 10-12
= m = = = =
m
m
n M
CCoonncceennttrraaççããoo:: r i i i
[ ] i
r
r i i
i
V
i M m
V
V
i = ni
CCoonncceennttrraaççããoo mmoollaarr:: [ ]
V
gm-3
mg m-3
μg m-3
mol m-3
mol l-3

13. MMeeddiiddaass ddee aabbuunnddâânncciiaass aattmmoossfféérriiccaass
ni = número de moles de moléculas do constituinte i.
n = número de moles de moléculas de ar
vi = volume parcial do constituinte i:
V= volume de ar
pi = pressão parcial do constituinte i:
p = pressão atmosférica
mi = massa do constituinte i
m = massa de ar
Mi = massa molecular do constituinte i
M = massa molecular média do ar seco ( » 29 g mol-1)
r = densidade do ar seco (» 1225 g m-3, para: T= 15°C e p= 1013 hPa)

14. Dióxido ddee CCaarrbboonnoo –– CCOO22

15. MMeettaannoo –– CCHH44

16. Monóxido ddee CCaarrbboonnoo –– CCOO

17. Amostragem de ar para aannáálliissee llaabboorraattoorriiaall
Amostrador
MAKS
(NOAA/CMDL
flask sampling
programme)

18. MMeeddiiddaass ddee aabbuunnddâânncciiaass aattmmoossfféérriiccaass
PPrroobblleemmaa::
Qual a concentração de CO2
correspondente a uma razão de
mistura de 395 ppmv ?

19. MMeeddiiddaass ddee aabbuunnddâânncciiaass aattmmoossfféérriiccaass
x Mi
M
i iρ=1225 g/m3 r = r
M=29 g/mol
MCO2 =12+16 +16=44 g/mol
ρCO2= 395 × 10-6 × 1225 × 44/29 =
= 0,734 g/m3 = 734 mg/m3

20. Quantidade ttoottaall ddee oozzoonnoo
1 Unidade Dobson (UD) = 2.69×1020 moléculas de O3 por m2

21. EEssppeeccttrrooffoottóómmeettrroo ddee oozzoonnoo ddee DDoobbssoonn
Exploração regular em
Lisboa desde 1967 até
2002.
Primeiras observações em 1951
na ilha de Santa Maria com um
espectrofotómetro Dobson.

22. EEssppeeccttrrooffoottóómmeettrroo ddee oozzoonnoo BBrreewweerr

23. 40000
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
SSoonnddaaggeemm ddee OOzzoonnoo
0 100 200 300 400 500
Concentração O3 (ug/m3)
Altitude (m)
Lajes
Lisboa
Funchal

24. Preparação de uma SSoonnddaaggeemm ddee OOzzoonnoo

25. Evolução ddaa aattmmoossffeerraa tteerrrreessttrree
methane (CH4) and ammonia (NH3)
( 109 years )