Entendendo a Mudança Global

O que é a circulação atmosférica?

Ilustração adaptada do tempo.gov global circulations and jet stream pages

A radiação solar que chega à Terra passa através da atmosfera e é absorvida ou reflectida pela atmosfera e pela superfície terrestre. A maior parte desta absorção ocorre nas superfícies da Terra, o que aumenta a temperatura tanto da terra como da água. Uma pequena quantidade de calor nos primeiros centímetros da atmosfera é transferida da superfície por condução, o processo de colisão de moléculas e transferência de energia. Como as moléculas de ar estão mais afastadas do que em líquidos ou sólidos, não colidem com tanta frequência como em líquidos e sólidos, e o ar é um mau condutor de calor. A maioria do calor é transferida na atmosfera por radiação e convecção.

A luz solar absorvida pelas superfícies da Terra é irradiada novamente como calor, aquecendo a atmosfera de baixo para cima. Este calor é absorvido e re-radiado por gases com efeito de estufa na atmosfera, resultando no efeito de estufa. O ar aquecido expande-se e torna-se menos denso do que o ar frio, pelo que o ar aquecido perto da superfície da Terra sobe. O ar mais frio de cima afunda-se, e o ar move-se horizontalmente para substituir o ar quente ascendente, que experimentamos como vento sobre a superfície da Terra. Esta transferência de calor devido às diferenças de densidade do ar é chamada convecção. Os principais padrões na circulação atmosférica em redor dos trópicos (de cerca de latitudes de 30o N a 30oS) são o resultado da convecção que ocorre porque as áreas em redor do equador recebem mais luz solar do que as latitudes mais elevadas (ver absorção e reflexão da luz solar). Estas massas de ar, chamadas células Hadley, elevam-se perto do equador e viajam para norte e sul, transportando calor e água em direcção aos pólos.

P>Os padrões do movimento do ar são ainda mais complicados devido ao spin da Terra. O movimento do ar do equador em direcção aos pólos não viaja em linha recta, mas é desviado devido ao efeito Coriolis (para saber mais ver links abaixo), aumentando a complexidade dos padrões de circulação atmosférica. Além disso, a distribuição desigual dos continentes e oceanos e a presença de cadeias montanhosas tornam os detalhes dos padrões de circulação atmosférica muito mais complicados do que o modelo de três células (mostrado acima).

Variação na quantidade de radiação solar absorvida, e a quantidade de calor re-radiante da terra e dos oceanos resulta em diferenças de temperatura no ar sobre diferentes tipos de terreno. Por exemplo, a brisa marítima ocorre porque a terra aquece e arrefece mais rapidamente do que a água, de modo que a terra é mais quente durante o dia e as brisas fluem do mar para o interior, mas o oceano é mais quente do que a terra à noite, pelo que o vento sopra de terra para o mar.

A circulação atmosférica transporta o calor sobre a superfície da Terra que afecta o ciclo da água, incluindo a formação de nuvens e eventos de precipitação. O movimento das massas de ar traz-nos o nosso clima diário, e os padrões a longo prazo em circulação determinam o clima regional e os ecossistemas. Os padrões das correntes oceânicas superficiais resultam do vento que empurra sobre a superfície da água, e estas correntes também transportam calor através do globo. As alterações na quantidade e distribuição de calor no sistema Terra devido a um efeito de estufa reforçado das actividades humanas está a alterar os padrões de circulação atmosférica e oceânica que, por sua vez, alteram os ambientes à volta do globo.

Modelos do sistema Terra sobre circulação atmosférica

Este modelo mostra algumas das relações de causa e efeito entre os componentes do sistema Terra relacionadas com a circulação atmosférica. Embora este modelo não descreva os padrões de circulação que resultam do aquecimento desigual da superfície terrestre (como mostrado acima), ele resume os conceitos-chave envolvidos na explicação deste processo. Passe o cursor sobre os ícones para breves explicações; clique sobre os ícones para saber mais sobre cada tópico. Descarregue os modelos do sistema Terra nesta página.

Este modelo mostra alguns dos fenómenos adicionais que alteram os padrões de circulação atmosférica ao longo de milhões de anos, incluindo a distribuição de continentes e oceanos e a construção de montanhas. As alterações na circulação atmosférica também transportam calor que impulsiona o ciclo da água, incluindo a formação de nuvens e os padrões de precipitação. Por sua vez, a energia absorvida e libertada no ciclo da água também contribui para a circulação atmosférica. Embora este modelo não represente o aquecimento desigual da superfície terrestre que resulta na circulação atmosférica, resume os conceitos-chave envolvidos na explicação deste processo global.

Como as actividades humanas influenciam a circulação atmosférica

O modelo do sistema terrestre abaixo inclui algumas das formas como as actividades humanas afectam a circulação atmosférica, adicionando gases com efeito de estufa à atmosfera e aumentando a temperatura média da Terra. Como a região árctica é especialmente sensível ao aquecimento global em comparação com latitudes mais baixas, o gradiente de temperatura entre as latitudes médias e o pólo está a ser reduzido. Isto aumenta a ondulação no fluxo do jacto polar norte. Como a atmosfera continua a aquecer, os cientistas esperam ver ondas muito mais profundas de norte a sul, o que provocará alterações no fluxo do jacto. Isto poderia resultar em tempo, tanto tempestuoso como claro, persistindo por muito mais tempo do que seria considerado normal em qualquer área em particular. Passe o cursor sobre ou clique nos ícones para saber mais sobre estas causas humanas de mudança e como elas influenciam a circulação atmosférica.

Explorar o Sistema Terra

Clicar os ícones e termos em negrito (por exemplo, re-radiação de calor, partículas transportadas pelo ar, etc.) nesta página para saber mais sobre estes processos e fenómenos. Alternativamente, explore a Compreensão da Mudança Global Infográfica e encontre novos tópicos de interesse e/ou localmente relevantes para si.

Para aprender mais sobre o ensino da absorção e reflexão da luz solar, visite a página Recursos Didácticos.