Composição da atmosfera varia com a altitude?

27 de novembro, 2021 às 18:23 | Postado em Atmosfera, Forma da Terra, Gás e vapor, Termologia, termodinâmica

Professor Lang,

Uma amostra do ar mantém sempre a mesma composição em diferentes altitudes? Por exemplo, o oxigênio sempre mantém seu percentual nas várias camadas atmosféricas? Não deveriam os gases atmosféricos mais pesados se situar na parte inferior da atmosfera?

Até cerca de 100km de altitude a atmosfera seca (sem vapor de água) tem composição homogênea de aproximadamente 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,9% de argônio e outros gases em muito baixas concentrações (a figura 1 detalha a composição do ar seco). Vide a discussão sobre efeitos da poluição em Composição dos gases no ar poluído do centro da cidade.

A razão para que a composição seja  quase homogênea através das diversas camadas, apesar dos gases apresentarem variadas massas moleculares, é a turbulência (ventos, correntes de convecção, ..) que mistura continuamente os gases, não permitindo sua separação por difusão. Essa região que se estende até cerca de 100km de altitude é denominada de homosfera, limitada pela turbopausa, e acima dela os efeitos difusivos preponderam, determinando que a composição se altere. Entretanto é importante notar que a densidade da atmosfera começa, no nível do mar, valendo 1,2kg/m³  e se reduz a quatro décimos de milionésimo desse valor a 100km de altitude conforme Propriedades da atmosfera.

Nas partes mais baixas da atmosfera a composição do ar pode variar pelo teor maior ou menor de vapor de água. A máxima concentração possível de vapor de água na atmosfera diminui rapidamente quando a temperatura baixa, podendo chegar, na pressão de 1 atm, no máximo a 1,5% a 20°C e a 0,4% a 0°C. Mais detalhes sobre vapor de água na atmosfera em Umidade do ar e a densidade do ar e Umidade relativa versus umidade absoluta.

Para informações sobre métodos de determinação da composição da atmosfera consultar Sphaerica Est.

“Docendo discimus.” (Sêneca)