Teste 1 Flashcards
Porque é que a temperatura da superfície terrestre é maior que a temperatura de emissão terrestre?
Porque temos uma atmosfera que é opaca à radiação infravermelha e quase transparente à radiação solar.
Logo, como a superfície terrestre emite radiação infravermelha, esta não passa pela atmosfera, aumentando assim a temperatura da superfície.
Como é que se compara o albedo do oceano com o albedo dos glaciares ou da neve?
Os oceanos têm um albedo bastante reduzido, isto é, absorvem praticamente toda a radiação que recebem.
Ao passo que os glaciares ou a neve, têm um albedo bastante elevado, logo refletem praticamente toda a radiação que recebem.
No espetro da radiação solar quais são as percentagens de cada uma das bandas da radiação que chegam à superfície terrestre?
A radiação que chega à superfície terrestre é composta por 9% de Ultravioleta, 49% Visível e 42% de Infravermelho.
O que é a constante solar?
Quantifica a energia média recebida no topo da atmosfera, por metro quadrado, numa direção perpendicular aos raios solares, quando a Terra se encontra a uma distância média do Sol.
O albedo representa que razão?
A razão entre a radiação refletida e a radiação incidente.
Ou seja, um albedo alto significa que para a mesma radiação incidente, há mais reflexão desta.
Qual a expressão que nos dá a quantidade, em Watts, da energia que o Sol emite?
Q = E x Área
onde E = σTs^4
Sucintamente o que nos diz a Lei de Stefan-Boltzmann?
Relaciona a energia emitida por metro quadrado com a temperatura da superfície:
E = σTs^4
Em equilíbrio como deve ser comparada a energia absorvida com a energia emitida pela Terra?
Devem ser iguais.
De onde vem o valor 255K para a temperatura efetiva da Terra?
Vem do equilibrio energético da Terra, isto é, em equilíbrio a Terra deve emitir a mesma quantidade de energia que recebe, logo, por essa lógica, deduzimos a temperatura efetiva da Terra, através das expressões para cada uma das energias.
O que nos diz a Lei de Wien?
Relaciona o comprimento de onda de máxima emissão com a temperatura.
Isto é, o comprimento de onda de máxima emissão de energia diminui com a temperatura:
λmT = const.
Analisando o espectro solar a que comprimento de onda corresponde à máxima intensidade?
A que cor corresponde?
λm = 0.6 μm
Isto é, localiza-se no visível, no laranja.
Analisando o espectro terrestre de emissão, qual o comprimento de onda correspondente à máxima intensidade de emissão?
λm = 14 μm
Ou seja, está no infravermelho.
Qual o gás responsável pela opacidade da atmosfera à radiação ultravioleta?
Seria o ozono.
Qual será o principal gás responsável pela absorção da radiação infravermelha na atmosfera?
Seria o vapor de água.
Por que tipo de moléculas é dominada a absorção de radiação na atmosfera?
Alguns exemplos de estas moléculas?
Por moléculas triatómicas, como o ozono (O3), pelo vapor de água e por dióxido de carbono.
Porque é que as moléculas triatómicas são as indicadas para absorver radiação infravermelha na atmosfera?
Porque os seus modos rotacionais e de vibração são facilmente excitados pelos comprimentos de onda presentes no espectro infravermelho.
Como se caracterizam as concentrações dos gases que absorvem radiação infravermelha, e que consequências tem isso?
Estes gases, como o dióxido de carbono, o vapor de água e o ozono, encontram-se em concentrações muito pequenas, mas muito importantes do ponto de vista da radiação terrestre.
Estes gases são designados como os gases com efeito de estufa.
Porque razão é a atmosfera sensível a alterações feitas à sua composição pelo homem?
Qualquer alteração nas concentrações, já pequenas, dos gases com efeito de estufa, pode alterar o efeito que estes têm na temperatura da superfície terrestre.
Que outros agentes absorvem radiação solar?
Os aerossóis e as nuvens.
O que é a difusão de radiação?
É a alteração da direção de propagação da radiação, pelas moléculas de ar e aerossóis.
Porque é que o céu é azul?
Porque a luz azul é difundida 4 vezes mais que a luz vermelha, assim o céu é azul porque a luz que vem do Sol é amarelada, e o azul foi todo retirado por difusão.
Como se deduz a temperatura da superfície terrestre considerando o Modelo Simples do Efeito de Estufa?
- Sabemos que a atmosfera emite, com temperatura, Ta, para o espaço. Que porventura, em equilibrio, é igual à energia que recebe.
- A atmosfera emite para baixo da mesma maneira que emite para cima.
- A superfície emite para cima, que é igual ao que absorve de cima. Por isso será a soma da energia que a atmosfera irradia para baixo com a energia que vem do Sol.
- Logo Ts = 1.19 Te
Fontes de Erro do modelo simples do efeito de estufa?
Aproximações feitas, nem toda a radiação solar incidente no topo da atmosfera chega à superfície, parte dela é absorvida pela atmosfera.
Parte da radiação emitida pela superfície não é captada pela atmosfera.
Como se deduz a temperatura da superfície através do Modelo Melhorado do Efeito de Estufa?
- No topo da atmosfera, a energia que entra é igual à que saiu, isto é, a que saíu, composta pela energia que a atmosfera já por si irradia para o espaço e por aquela energia que não é absorvida pela atmosfera, proveniente da superfície terrestre.
- O que a atmosfera emite para o espaço é aquilo que já emitia mais aquela pequena percentagem de radiação da superfície que não é absorvida.
- Como a quantidade de energia emitida para o espaço pela atmosfera é a mesma que esta emite para baixo, podemos igualar aquilo que é emitido pela superfície e absorvido pela atmosfera com aquilo que a atmosfera emite para cima e para baixo.
- Dessa expressão deduzimos a temperatura da superfície.
Quais são os casos particulares do efeito melhorado do efeito de estufa?
Quando o fator ε tende para 0, a temperatura efetiva da Terra é igual à temperatura da superfície, ou seja, não há efeito de estufa.
Quando o fator ε tende para 1, temos um efeito de estufa máximo.
Que lei é usada para calculamos a temperatura da atmosfera?
Deduza a expressão para a temperatura da atmosfera.
Usamos a lei de Kirchoff, que nos diz que a energia emitida é igual à energia absorvida.
Como a radiação que a atmosfera absorve da superfície é igual à soma do que a atmosfera emite para cima e para baixo, que é exatamente a mesma energia, facilmente deduzimos a expressão.
A atmosfera é sempre mais fria que a superfície?
SIIMM
Descreva a estrutura vertical da atmosfera, referindo as mudanças de temperatura.
A primeira camada da atmosfera é a troposfera que está a 20 graus, depois a temperatura desce linearmente até encontrarmos a tropopausa.
Depois vem a estratosfera, onde a temperatura aumenta até aos 0 graus célcius até à estratopausa.
Depois vem a mesosfera, na qual a temperatura desce ainda mais que desceu na estratosfera até aos -80 graus até encontrar a mesopausa.
Depois da mesopausa, vem a termosfera, na qual a temperatura aumenta até sairmos da atmosfera.
Como é a temperatura na termosfera?
É muito elevada e bastante variável.
Em que espetro se dá a absorção de radiação na termosfera?
Há uma forte absorção da radiação ultravioleta na termosfera.
Ao que se deve o aumento da temperatura com a altitude na estratosfera?
Deve-se à forte absorção de radiação solar pelo ozono, responsável pela absorção da radiação ultravioleta.
Em que camada se localiza a maior parte do agente responsável pela absorção da radiação infravermelha, isto é, o vapor de água?
Localiza-se na Troposfera.
Que implicações tem a equação de Clausius-Clapeyron?
A distribuição de um gás, neste caso, do vapor de água, diminuí exponencialmente com a diminuíção de temperatura, em altitude e latitude.
O que aquece a troposfera?
Esta é aquecida, em parte, epla superfície, devido à absorção de radiação infravermelha pelo vapor de àgua e pelo dióxido de carbono, emitida pela superfície.
O que aquece a estratosfera?
É a absorção de radiação solar pelo ozono.
Esta radiação solar é ultravioleta, maioritariamente absorvida pelo ozono.
Porque é que o perfil da temperatura radiativa é diferente do realmente observado na atmosfera?
Porque há trocas de energia, na vertical, devido à convecção que não foram consideradas no perfil de equilíbrio radiativo.
O que faz com que a troposfera esteja em equilíbrio radiativo, ao contrário da estratosfera?
Deve-se ao facto de que a troposfera é misturada pela convecção dos gases.
Descreva o perfil vertical da atmosfera, baseado na sua composição…
A primeira camada é a homosfera, tem uma composição relativamente constante, formada por nitrogénio, oxigénio e argon. Esta tem um regime de escoamento turbulento.
Depois temos a turbopausa.
De seguida vem a heterosfera, onde se dá uma estratificação das moléculas de acordo com o seu peso. Ou seja, as mais densas ficam em baixo. Aqui o regime de escoamento é laminar.
Teoricamente a Ionosfera faz parte da heterosfera, esta é composta por iões de oxigénio, nitrogénio e até eletrões.
Que influência tem a presença de electrões e iões na ionosfera, ou seja, na camada alta da atmosfera?
Afetam a propagação de ondas de rádio.
Quais são as 3 camadas da Ionosfera e quais as suas propriedades?
A camada D, absorve as ondas rádio AM e desaparece à noite.
As camadas E e F refletem as ondas de rádio de volta à superfície da Terra.
O que é o equilíbrio hidrostático?
É a relação entre a pressão e a densidade.
De que variáveis depende a eq. de Clausius-Clapeyron?
De um A, de um Beta e da temperatura.
Deduza a expressão para o equilíbrio hidrostático.
- Massa de uma coluna de ar.
- Força do gradiente de pressão, na vertical (pdA)
- 2ª Lei de Newton, menos fg mais força do gradiente
- Desenvolver e simplificar.
Integrando a equação do equilíbrio hidrostático o que se obtém?
De um lado da equação, obtemos a massa por unidade de superfície acima do nível Z.
Isto é, a massa da atmosfera.
Em equilíbrio hidrostático a pressão da atmosfera a uma altitude z é igual ao quê?
Ao peso da coluna de ar acima dessa altitude.
Em que situações é que o equilíbrio hidrostático não é válida?
Quando temos outras forças a atuar verticalmente.
Tais como tornados ou convecções de ar.
Dedução do factor de escala numa atmosfera isotérmica?
- Partimos da equação do equilíbrio hidroestático e da equação de estado.
- Eliminamos o ⍴.
- Como H = RTo/g, simplificamos a expressão.
O que acontece ao factor de escala H, numa atmosfera isotérmica, isto é uma atmosfera que tem sempre a mesma temperatura.
E o que representa esse fator?
Numa atmosfera isotérmica este factor é constante e representa a espessura que a atmosfera teria se a sua densidade fosse constante e se a pressão à superfície fosse igual à pressão real à superfície.
H = 7.31 km
Dedução da equação hipsométrica?
- Integramos o segundo passo da dedução do fator de escala a partir da equação do equilíbrio hidrostático.
O que concluímos ao analisar a equação hipsométrica de uma atmosfera isotérmica?
Que a pressão diminui exponencialmente com a altitude.
Se a partir da expressão hipsométrica substituirmos em p a equação de estado, o que podemos concluir?
Que a densidade também diminui exponencialmente com a altitude.
Dada a expressão para o factor de escala H, o que acontece se o To aumentar?
O factor de escala aumenta.
O que aconteceria ao factor de escala H se a aceleração da gravidade fosse maior?
O factor de escala seria menor, uma vez que a atmosfera seria atraída pelo planeta com maior intensidade.
Como é que se define H para um gás que constitua a atmosfera?
Como R = Rg/m, onde m é a massa molecular do gás, basta substituir na equação do factor de escala.
Como se compara o factor de escala dos gases mais pesados com os mais leves?
Como os gases pesados têm um factor de escala menor, ficam mais concentrados junto à superfície.
Já os gases mais leves, tem um fator de escala mais alto e não se aglomeram junto á superfície.
