TROPOPAUSA: CARACTERÍSTICAS, COMPOSIÇÃO QUÍMICA E FUNÇÕES - MEIO AMBIENTE - 2025

A tropopausa é uma zona de transição intermediária entre duas camadas da atmosfera terrestre. Ele está localizado entre a camada inferior da atmosfera, chamada troposfera, e a camada acima dela, a estratosfera.

A atmosfera da Terra foi dividida em várias camadas. Essas camadas são chamadas de "esferas" e as zonas de transição entre as camadas são chamadas de "pausas". De acordo com sua composição química e variação de temperatura, as camadas da atmosfera são a troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera.

Figura 1. Camadas e zonas de transição da atmosfera terrestre. Fonte: Josell7 A troposfera se estende desde a superfície da Terra até 10 km de altura. A estratosfera varia de 10 km a 50 km de altura. A mesosfera varia de 50 km a 80 km de altura. A termosfera de 80 km a 500 km, e a exosfera de 500 km a 10.000 km de altura. O último é o limite com espaço interplanetário.

Características da tropopausa

A tropopausa é uma região com características muito particulares que recentemente motivaram seu estudo científico com mais detalhes. Por ser a zona de transição de propriedades entre a troposfera e a estratosfera, é oportuno indicar brevemente as características dessas duas camadas.

A troposfera é a camada ativa onde ocorrem os fenômenos meteorológicos que causam o clima, como ventos, chuvas, tempestades elétricas e furacões. A temperatura nesta camada diminui com a altitude.

Na estratosfera, a temperatura aumenta com a altitude devido ao efeito de reações químicas que liberam calor (exotérmicas). O ozônio está principalmente envolvido, absorvendo a radiação ultravioleta (UV) de alta energia do sol.

A tropopausa é o limite entre essas duas camadas gasosas que possuem propriedades muito diferentes de temperatura, composição química e dinâmica geral. As características da tropopausa estão resumidamente listadas abaixo.

Altura

A altura em que a tropopausa está localizada acima da superfície da Terra é variável. Ele muda com a latitude, com a estação e com a hora do dia.

A tropopausa está localizada a uma altura média de 7 a 10 km nas regiões dos pólos da Terra, e entre 16 a 18 km de altura nas áreas dos trópicos, ao redor do equador.

Desse modo, a tropopausa polar é mais quente e mais próxima da superfície terrestre, enquanto a tropopausa tropical equatorial é mais fria e elevada.

No equador, os raios do Sol atingem a superfície da Terra perpendicularmente, causando grande aquecimento da superfície. Este calor da superfície terrestre é absorvido pelo ar da troposfera, que se expande nesta zona tropical equatorial e aumenta a distância até a tropopausa.

Por meio de vários estudos científicos, foi determinado que a altura global da tropopausa aumentou nos últimos anos. Acredita-se que esse aumento possa ser devido ao aumento dos gases de efeito estufa (GEE), à redução da camada de ozônio na estratosfera e ao resfriamento dessa camada.

Mudanças na altura da tropopausa são evidências do aquecimento da troposfera, denominado aquecimento global.

A tropopausa como zona de calma

A tropopausa constitui uma zona de relativa calma, já que os fenômenos meteorológicos que dão origem ao clima ocorrem abaixo desta zona, na troposfera. No entanto, estudos recentes relatam que a tropopausa apresenta uma dinâmica particular.

Temperatura

Na zona da tropopausa a temperatura permanece constante, não diminui com a altura (como na troposfera) nem aumenta com a altura (como na estratosfera). A temperatura da tropopausa é de cerca de -55 ^° C.

Zona de descontinuidade

A tropopausa não é uma zona contínua; há quebras nesta região nas áreas de latitudes tropicais e latitudes médias dos hemisférios norte e sul da Terra.

Área de armazenamento e transporte de umidade

A tropopausa atua como um grande reservatório de umidade na troposfera e tem a função de transportar o vapor de água para a estratosfera.

Formação de nuvens cirros

A tropopausa é a região onde se formam as nuvens cirrus, um tipo de nuvens altas e brancas feitas de cristais de gelo. Eles têm a forma de filamentos em faixas finas e estreitas, semelhantes aos cachos de cabelo.

Figura 2. Nuvens cirros. Fonte: Pixabay.com

Nuvens circulares refletem a luz do sol e prendem o calor que a Terra emite para fora. Não se sabe exatamente se o saldo líquido das nuvens cirrus está esfriando ou aquecendo o planeta.

O aparecimento de nuvens cirros indica uma mudança no clima com baixas temperaturas e chuva nas próximas 24 horas.

Composição química da tropopausa

A tropopausa representa uma zona de mudança abrupta entre a composição química da troposfera e da estratosfera. Ele contém gases provenientes de ambas as camadas.

Na tropopausa estão os gases da troposfera, como vapor d'água e monóxido de carbono (CO). Existe também o ozônio (O ₃), um gás que vem da estratosfera.

Reações químicas muito interessantes ocorrem na tropopausa. Os cientistas estão tentando estudar essas mudanças químicas para obter uma explicação mais completa do fenômeno do aquecimento global.

Como a tropopausa é estudada?

Para estudar a tropopausa, amostras de sua mistura de gases devem ser coletadas. Esta amostragem em altitudes de até 18 km acima da superfície da Terra apresenta muitas dificuldades.

Apenas algumas aeronaves podem atingir essas alturas. A NASA possui três aeronaves muito sofisticadas, equipadas com equipamentos especiais para realizar esses estudos. São as aeronaves ER-2, DC-8 e WB-57.

Estas três aeronaves, aliadas a uma infraestrutura de apoio com satélites e radares, equipamentos de detecção in situ e detecção remota, cumprem a chamada missão TC4 pela sigla em inglês: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.

Recursos

A tropopausa tem funções importantes no transporte de vapor d'água da troposfera para a estratosfera. Também funciona como uma zona de mistura de gases de origem troposférica (vapor d'água, monóxido de carbono) com gases da estratosfera (ozônio).

A tropopausa está sendo estudada recentemente como um indicador do aquecimento global do planeta e de fenômenos que determinam a química geral da atmosfera.

Referências

1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Observações do ar pobre em ozônio na camada da tropopausa tropical. Química e física atmosférica. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
2. Biernat, K., Keyser, D. e Bosart, LF (2017). Ligações entre o Grande Ciclone Ártico de agosto de 2012 e os Vórtices Polares da Tropopausa. American Geophysical Union, Fall Meeting 2017, resumo # A43D-2478.
3. Werner, B. (2017) Probing the subtropical lowmost stratosphere e the tropical Upper troposphere and tropopause layer for inorgic bromo. Química e física atmosférica. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
4. Jensen, EJ, Pfister, L., Jordan, DE, Bui, TV, Ueyama, R. e Singh. HB (2017). O Experimento Airborne Tropical Tropopause da NASA: Medições de Aeronaves de Alta Altitude no Pacífico Tropical Ocidental. AMS 100. Revistas on-line. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
5. Jensen, EJ, Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, TV et all. (2018). Nucleação heterogênea do gelo na camada da tropopausa tropical. Journal of Geographical Research: Atmosphere. 123 (21): 12.210-12.227.