A atmosfera

Nomeie os dois gases majoritários do ar e indique as respectivas proporções aproximadas.

O ar é constituído aproximadamente por 78 % de nitrogênio, 21 % de oxigênio e 1 % de outros gases (argônio, dióxido de carbono, vapor de água…). Ordene esses componentes do mais para o menos abundante e represente os dados por meio de um gráfico de barras simples.

Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.

Indique se as seguintes afirmações sobre a atmosfera são verdadeiras ou falsas e corrija as falsas: o ar é constituído unicamente por oxigênio; a troposfera é a camada onde ocorrem os fenômenos meteorológicos; a exosfera é a camada mais próxima da superfície terrestre.

O esquema representa as camadas da atmosfera (não estão desenhadas em escala).

1. a) Qual camada está assinalada com «?»?
2. b) Em qual camada se formam as nuvens e ocorrem as tempestades?
3. c) Qual gás forma, na camada assinalada com «?», uma região que absorve a radiação ultravioleta do Sol?

Um avião comercial voa a cerca de 11 km de altitude e a Estação Espacial Internacional orbita a aproximadamente 400 km. Indique em que camada da atmosfera se desloca cada um.

Indique duas diferenças entre a troposfera e as camadas mais externas da atmosfera, no que diz respeito à densidade do ar e aos fenômenos que nelas ocorrem.

O que é a camada de ozônio, em que camada da atmosfera ela se localiza e por que motivo a sua degradação é preocupante?

Os gases CFC, usados antigamente em aerossóis e geladeiras, destruíam o ozônio e foram proibidos pelo Protocolo de Montreal. Explique que risco representava a sua utilização e por que razão esse acordo é considerado um sucesso da cooperação internacional.

Ao subir uma montanha, a temperatura diminui, apesar de nos aproximarmos do Sol. Explique a qual camada da atmosfera corresponde essa queda de temperatura e justifique por que o topo de uma montanha alta é frio.

Na troposfera a temperatura diminui com a altitude, mas na estratosfera aumenta. Relacione essa inversão de tendência com a absorção da radiação ultravioleta pela camada de ozônio.

Um balão-sonda registra estas temperaturas ao subir: 15 °C na superfície, −50 °C a 10 km de altitude, 0 °C a 45 km e −80 °C a 70 km. Indique quais camadas da atmosfera ele atravessa em cada trecho e explique a mudança de tendência observada nos dados.

Na troposfera, o ar se mistura com facilidade por meio de correntes de convecção porque esfria com a altitude. Em contrapartida, na estratosfera a temperatura sobe de cerca de −56 °C a 15 km até quase 0 °C a 50 km. Justifique a causa física desse aquecimento com a altitude e preveja quais consequências essa inversão térmica tem sobre a estabilidade do ar e a formação de tempestades, explicando por que os voos comerciais de longa distância preferem se deslocar no limite inferior dessa camada.

Explique com suas próprias palavras o que é a pressão atmosférica e justifique por que ela é menor no topo de uma montanha em comparação com o nível médio do mar.

Em alta montanha, cada inspiração fornece menos oxigênio do que ao nível do mar. Explique a relação desse fato com a pressão atmosférica e esclareça por que motivo os alpinistas precisam se aclimatar ao longo de dias antes de subir a um pico muito elevado.

Um excursionista fecha hermeticamente uma garrafa de plástico flexível no cume de uma montanha a 3000 m de altitude. Ao descer até a praia, observa que a garrafa se deformou e está completamente esmagada. Justifique este fenômeno refutando a ideia de que «o ar não pesa» a partir do conceito de massa e coluna de ar, e preveja de forma fundamentada o que aconteceria com essa mesma garrafa se fosse fechada na praia e se subisse novamente até o cume.

Cite duas funções da atmosfera que possibilitam a vida na Terra e explique resumidamente uma delas.

A Lua praticamente não possui atmosfera. Cite duas consequências desse fato relacionadas às funções desempenhadas pela atmosfera na Terra.

Compara-se frequentemente a atmosfera a um cobertor que envolve a Terra. Explique essa semelhança: como ela filtra parte da radiação solar durante o dia e como retém parte do calor durante a noite.

Descobriu-se um exoplaneta rochoso semelhante à Terra que recebe uma radiação estelar comparável, mas cuja análise atmosférica indica que não possui camada de ozônio na sua zona média e que não retém vapor de água nas suas camadas baixas. Justifique de forma fundamentada quais funções protetoras e reguladoras desempenhadas pela troposfera e pela estratosfera terrestres estariam ausentes nesse planeta, e preveja duas consequências críticas para a viabilidade da vida na sua superfície.

Um colega afirma que é absurdo atribuir o aquecimento global ao dióxido de carbono ($\text{CO}_2$), já que, sendo apenas 0,04 % do ar, o nitrogênio (78 %) e o oxigênio (21 %) devem ser os verdadeiros responsáveis por reter o calor. Refute a posição dele explicando o comportamento diferencial desses gases diante da radiação solar e da radiação infravermelha terrestre, e preveja o que aconteceria com a temperatura média do planeta se o $\text{CO}_2$ e os demais gases do efeito estufa desaparecessem por completo.

Marte tem uma atmosfera cerca de cem vezes mais rarefeita do que a terrestre e constituída quase totalmente por $\text{CO}_2$. Justifique por que razão em Marte as diferenças de temperatura entre o dia e a noite são muito maiores do que na Terra, apesar de o $\text{CO}_2$ ser um gás de efeito estufa.

O vapor de água é um componente variável do ar. Explique o que acontece quando uma massa de ar úmido sobe e esfria, e relacione isso com a formação de nuvens.