A atmosfera é uma
região de ar em torno da terra até aproximadamente 500 milhas (900km). O ar é
uma mistura de gás, primariamente composta por oxigênio (21% de volume) e
nitrogênio (78% de volume). Até uma altura de 6 milhas (11km), o vapor de água
também tem variadas quantias. A quantidade de vapor de água numa determinada
massa de ar depende da temperatura e se esse ar passou recentemente sobre uma
vasta área líquida. Geralmente, quanto maior a temperatura, mais a quantidade
de vapor d’água que uma determinada massa de ar pode conter. O ar tem peso e
também é compressível (pois se expande, compreendendo um novo volume). Pressão e
densidade decrescem com aumento da altitude e qualquer mudança nesses fatores
pode afetar a energia extraída do ar pela aeronave. Ozônio e outros elementos
são afetados quimicamente acima de 60 km.
Estrutura da atmosfera
A
atmosfera é composta por cinco camadas, vamos aprofundar em todas nos tópicos abaixo,
sendo que apenas uma delas envolve a maioria dos voos civis.
Troposfera
A troposfera se
estende do solo até uma margem de 11 km. Conforme a regra, as temperaturas
geralmente decrescem com aumento de altitude.
É uma área de baixa
estabilidade onde uma reviravolta do ar é frequente. Ele
mantém praticamente todo o vapor de água na atmosfera e é a camada onde ocorre
a maior parte do voo.
A troposfera contém 75% da massa total da
atmosfera.
Tropopausa
É a camada que
separa a troposfera da tropopausa. A temperatura cessa de cair e mantém-se
constante nessa camada.
A tropopausa é mais
baixa nos polos (aproximadamente 26 000 ft ou 8 km) e mais alta no equador
(aproximadamente 52 000 ft ou 16 km).
Sua média tem 36 090 ft (11 km) sobre a latitude 45º.
Uma vez que a espessura da troposfera é determinada
pela quantidade de energia solar, a tropopausa é mais baixa em áreas onde o ar
é frio e mais alta quando este é quente.
Tipicamente a temperatura sob o equador é -80ºC e
-50ºC.
Algumas
rupturas dessa camada ocorrem quando diferentes massas de ar se encontram.
A
primeira ruptura ocorre sobre 40º de latitude, onde o ar quente circulando do
equador encontra o ar frio de altas latitudes. A segunda ruptura ocorre sobre
latitude 55º, onde ar tropical encontra ar polar. A terceira e última ocorre
entre 60º e 70º de latitude, onde o ar polar encontra ar artico. Essas rupturas
são mais comuns no hemisfério norte.
A
explicação para tal fato se deve ao surgimento das correntes de jato.
Segue
abaixo as altitudes relacionadas com as latitudes no verão e inverno.
Estratosfera
A
estratosfera estende da tropopausa até aproximadamente 50 km acima da
superfície terrestre.
Alguns
voos ocorrem na parte baixa da estratosfera, então a combinação da troposfera e
partes baixas da estratosfera é conhecida como atmosfera da aviação.
A
atmosfera é relativamente estável. Inicialmente, a temperatura mantém-se
constante e por um momento aumenta até atingir 0ºC no topo. Isso é devido à absorção
da radiação ultravioleta pelo ozônio nas camadas inferiores da atmosfera retransmissão
da radiação em forma de calor.
A
concentração de ozônio varia com a latitude, sendo maior ao longo dos polos do
que equador. Portanto, a estratosfera é mais quente em latitudes mais altas.
Essa
camada é provida de movimento lento na vertical e fortes ventos horizontais.
Estratopausa
É a
fronteira que separa a estratosfera da mesosfera.
Mesosfera
Na mesosfera,
temperatura decresce com altura. As baixas temperaturas de aproximadamente
-90ºC ocorre entre 80 e 90 km.
Mesopausa
Este é o limite superior da mesosfera.
Termosfera
Essa é a camada mais externa da atmosfera que mantém a exosfera nas suas
regiões superiores (em alturas superiores a 700
km) e a ionosfera nas suas
regiões mais baixas.
A ionosfera é uma região onde o ar se torna ionizado pela
radiação solar. É constituída de diversas subcamadas. Essas camadas, nomeadas de D, E, F1,
F2 são importantes na
transmissão de rádio navegação.
A
termosfera é caracterizada pelo aumento de temperatura com altura. A 200 km, a temperatura
é geralmente 600°C. Em tempos de atividades solares, pode aumentar para 2000°C.
Quando o sinal
radioelétrico atravessa a ionosfera o campo elétrico provoca um movimento
oscilatório aos elétrons, os quais reirradiam como se fossem antenas de pequena
dimensão. Isto faz com que haja mudança da velocidade de propagação do sinal.
Há também um efeito de refração, quando a concentração de elétrons altera a
trajetória de energia, fazendo com que, dependendo da frequência, o sinal
retorne a terra. Por outro lado, o campo magnético terrestre modifica o
movimento oscilatório dos elétrons conferindo-lhes o movimento em órbitas
espirais bastante complicadas. O sinal que é reirradiado no geral não tem a
mesma polarização do sinal incidente. Portanto, a polarização muda continuamente
conforme o sinal atravessa a ionosfera.
Referências
Análise do
comportamento da ionosfera a partir de medidas em HF, Giuseppe Vitorio Amendola, Rio de Janeiro 2013https://www.youtube.com/watch?v=LmRiibNq85M
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