Água e atmosfera
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Atmosfera
A atmosfera é uma fina camada que envolve alguns planetas, composta basicamente por gases e poeira, retidos pela ação da força da gravidade.

Definição

Atmosfera vista em torno de 110 km de altitude
Podemos definir a atmosfera como sendo uma fina camada de gases sem cheiro, sem cor e sem gosto, presa à Terra pela força da gravidade. Visto do espaço, o planeta Terra aparece como uma esfera de coloração azul brilhante. Esse efeito cromático é produzido pela dispersão da luz solar sobre a atmosfera, que também existe em outros planetas do sistema solar que também possuem atmosfera.
Atmosfera terrestre
Composição
Segundo Barry e Chorley, a composição da atmosfera e sua estrutura vertical possibilitaram o desenvolvimento da vida no planeta. Esta é sua composição, quando seca e abaixo de 25 km é: Nitrogênio(Br) ou Azoto(PT) (N2) 78,08 %, atua como suporte dos demais componentes, de vital importância para os seres vivos, fixado no solo pela ação de bactérias e outros microrganismos, é absorvido pelas plantas, na forma de proteínas vegetais; Oxigênio (O2) 20,94 % do volume da atmosfera, sua estrutura molecular varia conforme a altitude em relação ao solo, é responsável pelos processos respiratórios dos seres vivos; Argônio 0,93 %; Dióxido de carbono (CO2) (variável) 0,035 %; Hélio (He) 0,0018 %; Ozônio(BR) ou Ozono(PT) (O3) 0,00006 %; Hidrogênio (BR) Hidrogénio (Pt) (H2) 0,00005 %; Criptônio(BR) ou Kripton(PT) (Kr) indícios; Metano (CH4) indícios; Xenônio(BR) ou Xénon(PT)(Xe) Indícios; Radônio(BR) ou Radão(PT) (Rn) indícios.
O vapor d'água


Figura de monitoramento da concentração de vapor na atmosfera causada pelo fenômeno El Niño
O vapor d'água em suspensão no ar encontra-se principalmente nas camadas baixas da atmosfera (75% abaixo de quatro mil metros de altura) e exerce o importante papel de regulador da ação do Sol sobre a superfície terrestre, sua quantidade de vapor varia muito em função das condições climáticas das diferentes regiões do planeta, os níveis de evaporação e precipitação são compensados até chegar a um equilíbrio, pois, as camadas inferiores estão muito próximas ao ponto crítico em que a água passa do estado líquido ao gasoso.
O ar, em algumas áreas pode estar praticamente isento de vapor, enquanto em outras pode chegar a conter uma saturação de até 4%, tornando-se compreensível que quase toda a água existente no planeta está nos oceanos, pois as temperaturas da alta-atmosfera são baixas demais para que o vapor possa manter-se no estado gasoso.
Além de vapor d'água, as proporções relativas dos gases se mantêm constantes até uma altitude aproximada de 60 km.
A atmosfera nos protege, e, à vida no planeta Terra, absorvendo radiação solar ultravioleta e variações extremas de temperaturas entre o dia e a noite.
Limite entre Atmosfera e Espaço exterior

Atmosphere Model
Não existe um limite definido entre o espaço exterior e a atmosfera, presume-se que esta tenha cerca de mil quilômetros de espessura, 99% da densidade está concentrada nas camadas mais inferiores, cerca 75% está numa faixa de 11 km da superfície, à medida em que se vai subindo, o ar vai se tornando cada vez mais rarefeito perdendo sua homogeneidade e composição. Na exosfera, zona em que foi arbitrado limítrofe entre a atmosfera e o espaço interplanetário, algumas moléculas de gás acabam escapando à ação do campo gravitacional.

O estudo da evolução térmica segundo a altitude revelou a existência de diversas camadas superpostas, caracterizadas por comportamentos distintos como sua densidade vai diminuindo gradualmente com o aumento da altitude, os efeitos que a pressão atmosférica exerce também diminuem na mesma proporção.
A atmosfera do planeta terra é fundamental para toda uma série de fenômenos que se processam em sua superfície, como os deslocamentos de massas de ar e os ventos, as precipitações meteorológicas e as mudanças do clima.
O limite onde efeitos atmosféricos ficam notáveis durante re-entrada, é em torno de 400.000 pés (75 milhas ou 120 quilômetros).
A altitude de 100 quilômetros ou 62 milhas também é usada freqüentemente como o limite entre atmosfera e espaço.
Temperatura e as camadas atmosféricas
A temperatura da atmosfera da Terra varia entre camadas em altitudes diferentes, portanto, a relação matemática entre temperatura e altitude também varia, sendo uma das bases da classificação das diferentes camadas da atmosfera.
A atmosfera está estruturada em três camadas relativamente quentes, separadas por duas camadas relativamente frias. Os contatos entre essas camadas são áreas de descontinuidade, e recebem o sufixo "pausa", após o nome da camada subjacente.
Camadas e áreas de descontinuidade
As camadas atmosféricas são distintas e separadas entre si por áreas fronteiriças de descontinuidade.

Camadas da atmosfera, simplificadamente.
Troposfera (0 - 7/17 km)
A Troposfera é a camada atmosférica que se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera(0 - 7/17 km). Esta camada responde por oitenta por cento do peso atmosférico e é a única camada em que os seres vivos podem respirar normalmente. A sua espessura média é de aproximadamente 12km, atingindo até 17km nos trópicos e reduzindo-se para em torno de sete quilômetros nos pólos. Todos os fenómenos metereológicos estão confinados a esta camada.
Tropopausa
A tropopausa é o nome dado à camada intermediária entre a troposfera e a estratosfera, situada a uma altura média em torno de 17km no equador. A distância da Tropopausa em relação ao solo varia conforme as condições climáticas da troposfera, da temperatura do ar, a latitude entre outros fatores. Se existe na troposfera uma agitação climática com muitas correntes de convecção, a tropopausa tende a subir. Isto se deve por causa do aumento do volume do ar na troposfera, este aumentando, aquela aumentará, por conseqüência, empurrará a tropopausa para cima. Ao subir a tropopausa esfria, pois o ar acima dela está mais frio.

Este gráfico ilustra a distribuição das camadas da atmosfera segundo a Pressão, Temperatura Altitude e Densidade
Estratosfera (15-50 km)
Na estratosfera a temperatura aumenta com a altitude e se caracteriza pelos movimentos de ar em sentido horizontal, fica situada entre 7 e 17 até 50 km de altitude aproximadamente, sendo a segunda camada da atmosfera , compreendida entre a troposfera e a mesosfera, a temperatura aumenta à medida que aumenta a altura. Apresenta pequena concentração de vapor d'água e temperatura constante até a região limítrofe, denominada estratopausa. Muitos aviões a jacto circulam na estratosfera porque ela é muito estável. É nesta camada que existe a camada de ozônio e onde começa a difusão da luz solar (que origina o azul do céu).
Estratopausa
É próximo à estratopausa que a maior parte do ozônio da atmosfera situa-se. Isto é em torno de 22 quilômetros acima da superfície, na parte superior da estratosfera.
Mesosfera (50 - 80/85 km)
Na mesosfera a temperatura diminui com a altitude, esta é a camada atmosférica onde há uma substancial queda de temperatura chegando até a -90º C em seu topo, está situada entre a estratopausa em sua parte inferior e mesopausa em sua parte superior, entre 50 a 85 km de altitude. É na mesosfera que ocorre o fenómeno da aeroluminescência das emissões da hidroxila e é nela que se dá a combustão dos meteoróides.
Mesopausa
A mesopausa é a região da atmosfera que determina o limite entre uma atmosfera com massa molecular constante de outra onde predomina a difusão molecular.
Termosfera (80/85 - 640+ km)
Na termosfera a temperatura aumenta com a altitude e está localizada acima da mesopausa, sua temperatura aumenta com a altitude rápida e monotonicamente até onde a densidade das moléculas é tão pequena e se movem em trajetórias aleatórias tal, que raramente se chocam. É a camada onde ocorrem as auroras e onde orbita o Vaivém Espacial.
Regiões atmosféricas segundo a distribuição iônica
Além das camadas, e em conjunto com estas, existem as regiões atmosféricas, nestas ocorrem diversos fenômenos físicos e químicos.

Esquema das camadas ionosféricas
Ionosfera
Ionosfera é a região que contém íons: compreendendo da mesosfera até termosfera que vai até aproximadamente 550 km de altitude.
As camadas ou regiôes iônicas da ionosfera são:
Camada D
A mais próxima ao solo, fica entre os 50 e 80 km, é a que absorve a maior quantidade de energia eletromagnética.
Camada E
Acima da camada D, embaixo das camadas F1 e F2, sua altitude média é entre os 80 e os 100-140km. Semelhante à camada D.
Camada E Esporádica
Esta camada tem a particularidade de ficar mais ativa quanto mais perpendiculares são os raios solares que incidem sobre si.

Camada F1
A camada F1 está acima da camada E e abaixo da camada F2 ~100-140 até ~200 Km. Existe durante os horários diurnos.
Camada F2
A mais alta das camadas ionosfericas a camada F2, está entre os 200 e 400km de altitude. Acima da F1, E, e D respectivamente. É o principal meio de reflexão ionosferico.
Exosfera
A Exosfera fica acima da ionosfera onde a atmosfera na divisa com o espaço exterior.
Ozonosfera
A Ozonosfera é onde fica a camada de ozônio, de aproximadamente 10 a 50 km de altitude onde ozônio da estratosfera é abundante. Note que até mesmo dentro desta região, ozônio é um componente raro. É esta camada que protege os seres vivos da Terra contra a ação dos raios ultra-violeta.
Magnetosfera
A Magnetosfera de um astro é a região definida pela interação do plasma estelar magnetizado com a atmosfera magnetizada desse astro em que os processos eletrodinâmicos são basicamente comandados pelo campo magnético intrínseco do astro. Sua morfologia, em uma visão simples, pode ser vista como uma bolha comprimida na parte frontal ao fluxo estelar incidente no astro e distendida no sentido do afastamento desse fluxo. Como ilustração, a magnetosfera terrestre apresenta a parte frontal a aproximadamente 10 raios terrestres, uma espessura de 30-50 raios terrestres e uma cauda que se alonga a mais de 100 raios terrestres. Mesmo um astro sem campo magnético pode apresentar uma magnetosfera induzida, que é consequência das correntes elétricas sustentadas pela ionosfera existente.
Cinturão de radiação
Cinturões de radiação ou cinturões de Van Allen- são regiões quase-toroidais em torno do equador magnético, a distância de 2 a 6 raios terrestres, preenchidas de partículas energéticas mas de baixa densidade volumétrica. Há um cinturão externo, produzido por partículas do plasma solar e terrestre que se aproximam da Terra ao longo desse equador, e um cinturão interno, produzido pela incidência de partículas de mais alta energia dos raios cósmicos. Populando essas regiões, os prótons e os elétrons apresentam-se com distribuições características distintas.
Temperatura média e pressão
A temperatura média da atmosfera à superfície de terra é 14 °C.
A Pressão atmosférica é o resultado direto do peso exercido pela atração gravitacional da Terra sobre a camada de ar que a envolve, variando conforme o momento climático, a hora, o local e a altitude.
Cerca de 50% do total da massa atmosférica está até 5 km de altitude.
A pressão atmosférica ao nível do mar, é aproximadamente 101.3 quilo pascais (em torno de 14.7 libras por polegada quadrada).
Densidade e massa
A densidade do ar ao nível do mar é aproximadamente 1.2 quilogramas por metro cúbico. Esta densidade diminui a maiores altitudes à mesma taxa da diminuição da pressão.
A massa total da atmosfera é aproximadamente 5.1 × 1018 kg, uma fração minúscula da massa total da terra.
A Evolução da atmosfera da Terra
Podemos compreender razoavelmente a história da atmosfera da Terra até há um bilhão anos atrás. Regredindo no tempo, podemos somente especular, pois, é uma área ainda em constante pesquisa.
Atmosfera moderna ou, terceira atmosfera, esta denominação é para distinguir a composição química atual das duas composições anteriores.
Primeira atmosfera
A primeira atmosfera, era principalmente hélio e hidrogênio. O calor provindo da crosta terrestre ainda em forma de plasma, e o sol a dissiparam.
Segunda atmosfera
A aproximadamente 3.5 bilhões anos atrás, a superfície do planeta tinha esfriado o suficiente para formar uma crosta endurecida, povoando-a com vulcões que liberaram vapor de água, dióxido de carbono, e amoníaco. Desta forma, surgiu a "segunda atmosfera", que era formada principalmente de dióxido de carbono e vapor de água, amônia, metano, óxido de enxofre.
Nesta segunda atmosfera quase não havia oxigénio livre, era aproximadamente 100 vezes mais densa do que a atmosfera atual. Acredita-se que o efeito estufa, causado por altos níveis de dióxido de carbono, impediu a Terra de congelar. Durante os próximos bilhões anos, devido ao resfriamento, o vapor de água condensou para precipitar chuva e formar oceanos, que começaram a dissolver o dióxido de carbono. Seriam absorvidos 50% do dióxido de carbono nos oceanos.
Surgiram organismos Fotossíntese que evoluiriam e começaram a converter dióxido de carbono em oxigênio. Ao passar do tempo, o carbono em excesso foi fixado em combustíveis fósseis, pedras sedimentares (notavelmente pedra calcária), e conchas animais.
Estando o oxigénio livre na atmosfera reagindo com o amoníaco, foi liberado azoto, simultaneamente as bactérias também iniciaram a conversão do amoníaco em azoto.
Aumentando a população vegetal, os níveis de oxigénio cresceram significativamente (enquanto níveis de dióxido de carbono diminuíram). No princípio o oxigénio combinou com vários elementos (como ferro), mas eventualmente acumulou na atmosfera resultando em extinções em massa e evolução.
Terceira atmosfera
Com o aparecimento de uma camada de ozônio(O3), a Ozonosfera, as formas de vida no planeta foram melhor protegidas da radiação ultravioleta. Esta atmosfera de oxigênio-azoto é a terceira atmosfera Esta última, tem uma estrutura complexa que age como reguladora da temperatura e umidade da superfície.
A auto regulação da temperatura e pressão

Exemplo de Mapeamento da temperatura da superfície da Terra
A Terra tem um sistema de compensações de temperatura, pressão e umidade, que mantém um equilíbrio dinâmico natural, em todas as suas regiões.
As camadas superiores do planeta refletem em torno de quarenta por cento da radiação solar. Destes, aproximadamente 17% são absorvidos pelas camadas inferiores sendo que o ozônio interage e absorve os raios ultraviloeta. o dióxido de carbono e o vapor d'água absorvem os raios infravermelhos. Restam 43% da energia, esta alcança a superfície do planeta. Que por sua vez reflete dez por cento das radiações solares de volta. Além dos efeitos descritos, existe ainda a influência do vapor d'água e sua concentração variável. Estes, juntamente com a inclinação dos raios solares em função da latitude, agem de forma decisiva na penetrância da energia solar, que por sua vez tem aproximadamente 33% da energia absorvida por toda a superfície atingida durante o dia, sendo uma parte muito pequena desta re-irradiada durante a noite. Além de todos os efeitos relatados anteriormente, existe ainda a influência e interação dos oceanos com a atmosfera em sua auto regulação. Estes mantém um equilíbrio dinâmico entre os fenômenos climáticos das diferentes regiões da Terra.
Todos os mecanismos relatados acima atuando em conjunto, geram uma transição suave de temperaturas em todo o planeta.
Exceção à regra ocorre, onde são menores a quantidade de água, vapor desta e a espessura da troposfera, como nos desertos e cordilheiras de grande altitude.

Mapeamento de velocidade de ventos

Na baixa atmosfera, o ar se desloca tanto no sentido horizontal gerando os ventos, quanto no vertical, alterando a pressão. Pois, por diferenças de temperatura, a massa aérea aquecida sobe, e ao esfriar-se, desce e novamente, gerando assim um sistema oscilatório de variação de pressão atmosférica.
Uma das maiores determinantes na distribuição do calor e umidade na atmosfera é a circulação do ar, pois esta ativa a evaporação média, dispersa as massas de ar quente ou frio conforme a região e o momento. Por conseqüência caracteriza os tipos climáticos. À esta circulação de ar, quando na horizontal, chama-se vento, que é definido como o movimento do ar paralelo à superfície da Terra. Quando o deslocamento é na vertical, denomina-se corrente de ar. Aos movimentos verticais e horizontais de superfície, somam-se os jet streams, e os deslocamentos de massas de ar, que determinam as condições climáticas do planeta.
Pressão atmosférica

Pressão média ao nível do mar em Junho-Julho-Agosto (em cima) e em Dezembro-Janeiro-Fevereiro (em baixo).
Pressão atmosférica - é a pressão exercida pela atmosfera num determinado ponto. É a força por unidade de área, exercida pelo ar contra uma superfície.
Se a força exercida pelo ar aumenta em um determinado ponto, conseqüentemente a pressão também aumentará. A pressão atmosférica é medida através de um equipamento conhecido como barômetro.
As unidades métricas utilizadas são: polegadas ou milímetros de mercúrio, Quilopascais (kPa), atmosferas, milibares (mb) e hectopascais (hPa), sendo os dois últimos mais usados entre os cientistas. Também é utilizado para medir pressão a unidade PSI (pounds per square inch) que em Português vem a ser libra por polegada quadrada (lb/pol2). Embora corrente para medir pressão de pneumáticos e de equipámentos industriais a lb/pol2 é raramente usada para medir a pressão atmosférica.
Embora o ar seja extremamente leve, não é desprovido de peso. Cada pessoa suporta em média sobre os ombros o peso de cerca de 1 tonelada de ar, que, porém, não sente, já que o ar é um gás e a força da pressão exerce-se em todas as direções.
O peso normal do ar ao nível do mar é de 1kg/cm². Porém, a pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude. A 3000 metros, é cerca de 0,7kg/cm². A 8840 metros, a pressão é apenas de 0,3kg/cm².
Altas pressões
As altas pressões resultam da descida do ar frio. A rotação da Terra faz o ar, ao descer, circular à volta do centro de alta pressão. Quando o ar quente se eleva cria, por baixo dele, uma zona de baixa pressão. Baixas pressões, normalmente signficam mau tempo. No hemisfério Norte o ar desloca-se no sentido horário, e no hemisfério Sul, no sentido anti-horário.....
Baixas pressões
As baixas pressões são causadas pela elevação do ar quente. Este circula no sentido horário no hemisfério Sul e no sentido anti-horário no hemisfério Norte. A medida que o ar, ao subir, aferrece, o seu vapor de água transforma-se em nuvens, que podem produzir chuva, neve ou tempestade. Simultaneamete, ao nível do solo, há ar que se desloca para substituir o ar quente em elevação, o que dá origem a ventos.
Condições normais de temperatura e pressão
A temperatura e a pressão do ar variam de um ponto a outra da Terra, e variam também em função das condições atmosféricas. Esses valores têm uma grande importância em vários processos químicos e físicos, notadamente no que diz respeito às suas medidas. É necessário portanto definir condições normais para essas medidas. O termo normal se refere, nesse caso, a uma norma (valor arbitrário de referência aceito por consenso) e não a uma condição comum.
Em química, existem dois tipos de pressão de referência:
A pressão normal (da qual deriva o termo Condições Normais de Temperatura (273,15 K ou 0 °C) e Pressão (1 atm = 101,325 kPa, ou 1,01325 bar) - abreviado por CNTP). Nas CNTP, 1 mol de qualquer espécie química (6,0221367 × 1023 partículas desta espécie química), no estado gasoso, ocupa aproximadamente o volume de 22,41 litros (volume molar).
A pressão standard (ou padrão), cuja notação é p0, recomendada a partir de 1982 pela IUPAC ((International Union of Pure and Applied Chemistry), tem o valor de 1 bar, equivalente a 105 Pa ˜ 14.504 psi. Nesse caso, não existe uma temperatura standard; o valor da temperatura deve ser sempre fornecido. Nas condições de pressão padrão (1 bar), a uma temperatura de 273,15 K, 1 mol ocupa aproximadamente 22,71 litros (volume molar).

Meteorologia
Definição
A meteorologia é a ciência que estuda os fenômenos da atmosfera terrestre e a atmosfera de outros planetas. A palavra meteorologia vem de meteoro que significa aquilo que flutua no ar. A meteorologia é propriamente a ciência atmosférica ou ciência da atmosfera.
A pesquisa científica da atmosfera a as aplicações práticas do conhecimento adquirido pelo desenvolvimento e tecnologia definem o universo ou abrangência da meteorologia.
Um dos principais objetivos operacionais da meteorologia é a previsão do tempo até 15 dias e também a determinação da tendência das flutuações climáticas, em geral para o próximo ano ou estação do ano. A previsão do tempo é definida para diferentes escalas temporais e espaciais. Muitos dos sistemas atmosfericos apresentam-se como uma combinação complexa de fenômenos de escalas diferentes.
O prognóstico (ou previsão) de fenômenos do tempo, principalmente do tempo severo, como tempestades e pancada de chuva intensas, é muito importante para toda uma gama de atividades humanas. Por exemplo, nas grandes cidades do mundo fenômenos meteorológicos críticos acabam por definir as condições de salubridade e qualidade ambiental de cada local. Entre esse fenômenos listam-se: as inundações, as estiagens , as condições críticas de temperaturas extremas, em geral associadas a baixos valores de umidade relativa do ar, os eventos críticos de poluição do ar quando a concentração do polutentes supera valores aceitáveis para a saúde humana, animal e vegetal, etc.
A Meteorologia estuda a atmosfera em sua inter-relação com as outras esferas do planeta: a biosfera, litosfera, criosfera e hidrosfera. A camada atmosférica em que a maioria dos seres vivos da terra e do ar vivem é chamada também homeosfera, porque nela a convecção térmica e a turbulência, encontrada na troposfera homogeneizam as frações em volume dos gases atmosféricos, principalmente nitrogênio e oxigênio.
A atmosfera terrestre é distinta de outras no sistema solar pela presença de quantidades significativas de vapor d’água e de oxigênio. O oxigênio da atmosfera terrestre não está em equilíbrio químico com os outros materias de superfície terrestre. Isso se deve a presença de vida vegetal na Terra. De forma diferente em Marte praticamente todo o oxigênio disponível na atmosfera oxidou os materias da superfície marciana, daí a cor avermelhada da superfície e também o que é espantoso, a ausência de formas de vida macroscópicas ou facilmente identificáveis pelo sensoriamento remoto.
Áreas da ciência atmosférica
As áreas principais da ciência atmosférica são:
1.Climatologia (climatologia de grande-escala, climatologia física, climatologia urbana)
2.Dinâmica atmosférica (equações básicas, conservação da vorticidade potencial)
3.Termodinânica atmosférica (estabilidade de parcelas de ar quente e frio)
4.Hidrometeorologia (estuda a água existente n atmosfera, em seu estado sólido (granizo), líquido (chuva, gota de água) ou de vapor(ciclo de evaporação))
5.Instrumentação e sistemas de medição atmosféricos, radares, redes de observação em diferentes escalas
6.Agrometeorologia (interferência do clima e do tempo na agronomia),
7.Biometeorologia (interação entre os seres vivos e a atmosfera, tais como os efeitos da poluição do homem e efeitos do clima sobre a vegetação a e biodiversidade)
8.Paleoclimatologia (estudo dos climas no passado próximo e remoto)
9.Micrometeorologia
10.Camada Limite Planetária (CLP)
11.Turbulência atmosférica
12.Química atmosférica (estudo dos poluentes da atmosfera)
13.Interação superfície-atmosfera (trocas de fluxos de calor e vapor de água, evapotranspiração, controle biofísiológico da transpiração vegetal, ciclo do carbono, etc)
14.Interação Ar-Mar
15.Meteorologia aeronáutica e meteorologia náutica
16.Meteorologia sinótica (previsão numérica do tempo)
17.Meteorologia de latitudes médias
18.Meteorologia tropical
19.Sensoriamento remoto (por satélites, radares, radiossondagem(ens), perfiladores, lasers etc) da atmosfera e da superfície
20.Radiação atmosférica (interação da radiação solar com a matéria do ar)
21.Meteorologia urbana

Nevoeiro, um dos fenômenos meteorológicos
Fenômenos atmosféricos
Os fenômenos meteorológicos são os objetos de estudo da ciência atmosférica. Esses fenômenos são mensurados pelos seus componentes principais (luz, água, eletricidade) ou por variáveis meteorológicas (temperatura, pressão, umidade do ar). Há também a classificação em escalas, que leva em consideração o tamanho e a duração do fenômeno. A primeira camada da troposfera é chamada Camada Limite Atmosférica (CLP), e é onde ocorrem a maioria desses eventos.
Entre os fenômenos conhecidos destacam-se:
1.ciclone tropical (furacão,tufão)
2.ciclone extratropical
3.tornado
4.hidrometeoros (chuva, formação de nuvens, granizo, neve, gota de água, orvalho, geada)
5.frente-frias e frente-quentes
6.linhas de instabilidade
7.complexos convectivos de mesoescala
8.veranicos e invernicos
9.seca
10.El Niño
11.Ilha de calor urbana
12.Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS)
13.fotometeoros (halo, arco-íris, miragem, coroa lunar)
14.eletrometeoros (raio, trovão)
Poluição atmosférica

A atmosfera do planeta é uma excepção na medida em que é dos raros recursos naturais que é compartilhado pelo mundo inteiro. Pelo que os efeitos negativos sobre esta são globalmente sentidos.
Tendo em conta que os problemas que advêm da atmosfera representam perigo para os organismos têm-se vindo a desenvolver estudos sobre o efeito estufa e a consequente destruição da camada de ozônio, para além de provocar as chuvas ácidas, fenômenos estes que contribuem grandemente para a poluição atmosférica.
A poluição do ar é a principal responsável pelo efeito estufa e está por detrás de inúmeros problemas ambientais e de saúde.

Para se agir adequadamente contra a poluição atmosférica é necessário:
Medir e conhecer a concentração dos poluentes no ar
Definir as fontes poluentes
Definir a qualidade do ar
Analisar os valores limite
Observar a evolução da qualidade do ar
Planejar acções que promovam melhor qualidade do ar, tais como: reordenar actividades socio-económicas, localizar fontes poluentes, alterar o percurso rodoviário e reduzir as emissões de poluentes atmosféricos.

A atmosfera do planeta é uma excepção na medida em que é dos raros recursos naturais que é compartilhado pelo mundo inteiro. Pelo que os efeitos negativos sobre esta são globalmente sentidos.
Tendo em conta que os problemas que advêm da atmosfera representam perigo para os organismos têm-se vindo a desenvolver estudos sobre o efeito estufa e a consequente destruição da camada de ozônio, para além de provocar as chuvas ácidas, fenômenos estes que contribuem grandemente para a poluição atmosférica.

O desenvolvimento industrial e urbano tem originado em todo o mundo um aumento crescente da emissão de poluentes atmosféricos. O acréscimo das concentrações atmosféricas destas substâncias, a sua deposição no solo, nos vegetais e nos materiais é responsável por danos na saúde, redução da produção agrícola, danos nas florestas, degradação de construções e obras de arte e de uma forma geral origina desequilíbrios nos ecossistemas.
Em Portugal, os problemas de qualidade do ar não afetam o território de uma forma sistemática, encontrando-se localizados em algumas áreas onde é maior a concentração urbana e a presença de grandes unidades industriais (Sines, Setúbal, Barreiro-Seixal, Lisboa, Estarreja e Porto).
No entanto, a poluição do ar, devido às características da circulação atmosférica e devido à permanência de alguns poluentes na atmosfera por largos períodos de tempo, apresenta um carácter transfronteira e é responsável por alterações ao nível planetário, o que obriga à conjugação de esforços a nível internacional.
São, deste modo, exigidas acções para prevenir ou reduzir os efeitos da degradação da qualidade do ar o que já foi demonstrado ser compatível com o desenvolvimento industrial e social. A gestão da qualidade do ar envolve a definição de limites de concentração dos poluentes na atmosfera, a limitação de emissão dos mesmos, bem como a intervenção no processo de licenciamento, na criação de estruturas de controlo da poluição em áreas especiais e apoios na implementação de tecnologias menos poluentes.

Ao nível da saúde humana a poluição atmosférica afecta o sistema respiratório podendo agravar ou mesmo provocar diversas doenças crónicas tais como a asma, bronquite crónica, infecções nos pulmões, enfizema pulmonar, doenças do coração e cancro do pulmão.
Os poluentes atmosféricos podem afectar a vegetação por duas vias: via directa e via indirecta. Os efeitos directos resultam da destruição de tecidos das folhas das plantas provocados pela deposição seca de SO2, pelas chuvas ácidas ou pelo ozonio, reflectindo-se na redução da área fotossintética. Os efeitos indirectos são provocados pela acidificação dos solos com a consequente redução de nutrientes e libertação de substâncias prejudiciais às plantas, resultando numa menor productividade e numa maior susceptibilidade a pragas e doenças.
Os efeitos negativos dos poluentes nos materiais resultam da abrasão, reacções químicas directas ou indirectas, corrosão electroquímica ou devido à necessidade de aumentar a frequência das acções de limpeza. As rochas calcáreas são as mais afectadas, nomeadamente pela acidificação das águas da chuva.
Os odores são responsáveis por efeitos psicológicos importantes estando associados, sobretudo, aos locais de deposição e tratamento de resíduos sólidos e a algumas indústrias de que são exemplo as fábricas de pasta de papel.
Fontes Poluidoras A nível nacional destacam-se, pelas suas emissões, as Unidades Industriais e de Produção de Energia como a geração de energia eléctrica, as refinarias, fábricas de pasta de papel, siderurgia, cimenteiras e indústria química e de adubos. A utilização de combustíveis para a produção de energia é responsável pela maior parte das emissões de SOxe CO2 contribuindo, ainda, de forma significativa para as emissões de CO e NOx. O uso de solventes em colas, tintas, produtos de protecção de superfícies, aerossóis, limpeza de metais e lavandarias é responsável pela emissão de quantidades apreciáveis de Compostos Orgânicos Voláteis.
Existem outras fontes poluidoras que, em certas condições, se podem revelar importantes tais como:
a queima de resíduos urbanos, industriais, agrícolas e florestais, feita muitas vezes, em situações incontroladas. A queima de resíduos de explosivos, resinas, tintas, plásticos, pneus é responsável pela emissão de compostos perigosos (ver Fichas, e ); os fogos florestais são, nos últimos anos, responsáveis por emissões significativas de CO2; o uso de fertilizantes e o excesso de concentração agropecuária, são os principais contribuintes para as emissões de metano, amoníaco e N2O; as indústrias de minerais não metálicos, a siderurgia, as pedreiras e áreas em construção, são fontes importantes de emissões de partículas.
Fontes Móveis
As fontes móveis, sobretudo os transportes rodoviários, são uma fonte importante de poluentes, essencialmente devido às emissões dos gases de escape, mas também como resultado da evaporação de combustíveis. São os principais emissores de NOx e CO, importantes emissores de CO2 e de COV, além de serem responsáveis pela emissão de poluentes específicos como o chumbo.
Acidificação
Poluentes como o SO2 e o NOx são os principais responsáveis pelo problema da acidificação. Em contacto com a água transformam-se em ácidos sulfúrico e nítrico, os quais dissolvidos na chuva e na neve atingem o solos sob a forma de sulfatos (SO42-), nitratos (NO3-) e iões de Hidrogénio (H+) - deposição húmida. No entanto o SO2 e os NOx podem ser depositados directamente no solo ou nas folhas das plantas como gases ou associados a poeiras - deposição seca. A acidez é dada pela concentração de (H+) libertados pelos ácidos e é normalmente indicada pelos valores de pH.
Efeito Estufa
A temperatura da troposfera é pouco afectada pela radiação solar directa, a que é relativamente transparente, aquecendo sobretudo como resultado da absorção das radiações de grande comprimento de onda emitidas pela superfície terrestre. A absorção da radiação terrestre é efectuada por diversos compostos de que se salienta o CO2 mas também o CH4, Ozono, N2O e os CFC. Estes funcionam assim como os vidros de uma estufa, deixando passar a radiação solar que aquece o solo e retendo a radiação terrestre. É por esta razão que o acréscimo na concentração destes poluentes poderá ter como reflexo o aumento da temperatura do ar. O aumento da temperatura do globo terá como consequências prováveis o aumento das áreas desérticas bem como o degelo das calotes polares com a consequente subida do nível das águas dos oceanos.
Registaram-se nos últimos anos aumentos da concentração atmosférica de CO2, numa amplitude que ultrapassa as oscilações do último milhar de anos e de que as principais causas serão o aumento de uso de combustíveis fósseis e a deflorestação.
O reconhecimento por parte da Comunidade Internacional, da grande importância da estabilização dos gases com efeito de estufa a níveis que não afectem o sistema climático global, levou à adopção da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre as alterações climáticas, que entrou em vigor a 21 de Março de 1994.

Redução da Camada de Ozônio
A presença do ozono na estratosfera (entre 20 e 40 km de altitude) funciona como uma barreira para a radiação ultravioleta, tornando-se assim essencial para a manutenção da vida na superfície terrestre. Desde os anos 70 que se tem medido a redução da concentração de ozono em locais específicos da atmosfera ("buracos do ozono" nas regiões Antártica e Ártica) e de uma forma geral em todo o planeta.
É reconhecido que as emissões, à escala mundial de certas substâncias, entre as quais se contam os hidrocarbonetos clorofluorados (CFC's) e os Halons, podem deteriorar a camada de ozono, de modo a existir risco de efeitos nocivos para a saúde do homem e para o ambiente em geral. Atentos a esta problemática mais de cem países já ratificaram a Convenção de Viena para a protecção da camada de oxono e o Protocolo de Montreal sobre as substâncias que deterioram a camada de ozono. Este Protocolo estabelece o controlo da produção e consumo de cerca de 90 substâncias regulamentadas.
Medidas de Controlo da Poluição Atmosférica
Para reduzir a concentração dos poluentes atmosféricos são necessárias tanto medidas preventivas como correctivas, assumindo a informação um papel fundamental na mobilização dos cidadãos. Entre os principais meios de intervenção disponíveis contam-se:
estabelecimento de limites de qualidade do ar ambiente; definição de normas de emissão; licenciamento das fontes poluidoras; incentivo à utilização de novas tecnologias; utilização de equipamento de redução de emissões (por exemplo os catalizadores nos automóveis e a utilização de equipamento de despoluição de efluentes gasosos nas indústrias); controlo dos locais de deposição de resíduos sólidos, impedindo os fogos espontâneos e a queima de resíduos perigosos; utilização de redes de monitorização da qualidade do ar; incentivo à florestação; estabelecimento de Planos de Emergência para situações de poluição atmosférica graves; criação de serviços de informação e de auxílio às populações sujeitas ou afectadas pela poluição atmosférica.
Estabelecimento de limites de qualidade do ar ambiente
Os valores limite de concentração de poluentes atmosféricos definem níveis de concentração de poluentes no ar ambiente necessários (com uma determinada margem de precaução) para proteger a saúde pública. Actualmente, em Portugal, existem limites para SO2, Partículas em Suspensão, NO2, CO, Chumbo e Ozono.
Normas de emissão e licenciamento
Destinam-se a ser aplicadas pelas fontes pontuais, sobretudo industriais, bem como pelas fontes móveis, sobretudo os veículos automóveis. Em Portugal existem limites de emissão de aplicação geral e específicos para diversos tipos de indústrias e para diversos poluentes.
As normas de emissão estão intimamente relacionadas com o licenciamento das actividades produtivas. O processo de licenciamento deverá ter em consideração a realização do Estudo de Impacte Ambiental, sendo aconselhável a utilização das melhores técnicas disponíveis para minimizar as emissões para a atmosfera.
Incentivo à utilização de novas tecnologias
Uso de tecnologias limpas envolvendo tanto as fontes pontuais como as fontes móveis através de:
redução dos consumos de energia através da sua utilização mais racional ou de utilização de outras fontes de energia alternativas responsáveis por menores emissões de CO2 e de outros poluentes; utilização de combustíveis que reduzam as quantidades de poluentes emitidos (dessulfuração de derivados de petróleo ou utilização de gasolina sem chumbo, por exemplo); substituição de compostos nocivos, tais como os CFC e alguns solventes, por outros inóquos ou de menores inconvenientes; utilização de tecnologias geradoras de menores quantidades poluentes.
diminuta utilização de produtos com Clorofluorcarbonetos ou em abreviado CFCs, prejudiciais à camada de ozono.
Efeito estufa

O efeito estufa (ou efeito de estufa') é um processo que faz com que a temperatura da Terra seja maior do que a que seria na ausência de atmosfera. O efeito estufa dentro de uma determinada faixa é de vital importância pois, sem ele, a vida como a conhecemos não poderia existir.
O que se pode tornar catastrófico é a ocorrência de um agravamento do efeito estufa que desestabilize o equilíbrio energético no planeta e origine um maior aquecimento global. O IPPC (Painel Intergovernamental para as Mudanças Climáticas, estabelecido pelas Nações Unidas e pela Organização Meteorológica Mundial em 1988) no seu relatório mais recente diz que a maioria do aquecimento observado durante os últimos 50 anos se deve muito provavelmente a um aumento do efeito de estufa.
Os gases «de estufa» (dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), gás nitroso (NO2), CFC´s (CFxClx)) absorvem alguma da radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra e radiam por sua vez alguma da energia absorvida de volta para a superfície. Como resultado, a superfície recebe quase o dobro de energia da atmosfera do que a que recebe do Sol e a superfície fica cerca de 30ºC mais quente do que estaria sem a presença dos gases «de estufa».

Variação da temperatura global e de concentração de dióxido de carbono presente no ar nos últimos 1000 anos.
O nome «efeito estufa» é um nome infeliz porque a atmosfera não se comporta como uma estufa (ou como um cobertor). Numa estufa, o aquecimento dá-se essencialmente porque a convecção é suprimida. Não há troca de ar entre o interior e o exterior. Ora acontece que a atmosfera facilita a convecção e não armazena calor: em média, a temperatura da atmosfera é constante e a energia absorvida transforma-se imediatamente na energia cinética e potencial das moléculas que existem na atmosfera. A atmosfera não reflete a energia radiada pela Terra. Os seus gases, principalmente o dióxido de carbono, absorvem-na. E se radia, é apenas porque tem uma temperatura finita e não por ter recebido radiação. A radiação que emite nada tem que ver com a que foi absorvida. Tem um espectro completamente diferente.
O problema do efeito estufa e sua influência no aquecimento global acelerado dos últimos 100 anos põem em confronto forças sociais que não permitem que se trate deste assunto do ponto de vista estritamente científico. Alinham-se, de um lado, os defensores das causas antropogênicas como principais responsáveis pelo aquecimento acelerado do planeta. São a maioria e omnipresentes na mídia. Do outro lado estão os "céticos", que afirmam que o aquecimento acelerado está muito mais relacionado com causas intrínsecas da dinâmica da Terra do que com as reclamadas desmatamento e poluição que mais rápido causam os efeitos indesejáveis a vida sobre a face terrestre do que propriamente a capacidade de reposição planetária.
Ambos os lados apresentam argumentos e são apoiados por forças sociais.
A poluição dos últimos duzentos anos tornou mais espessa a camada de gases existentes na atmosfera. Essa camada impede a dispersão da energia luminosa proveniente do Sol, que aquece e ilumina a Terra, e também retém a radiação infravermelha (calor) emitida pela superfície do planeta. O efeito do espessamento da camada gasosa é semelhante ao de uma estufa de vidro para plantas, o que originou seu nome. Muitos desses gases são produzidos naturalmente, como resultado de erupções vulcânicas, da decomposição de matéria orgânica e da fumaça de grandes incêndios. Sua existência é indispensável para a existência de vida no planeta, mas a densidade atual da camada gasosa é devida, em grande medida, à atividade humana. Em escala global, o efeito estufa provoca o aquecimento do clima, o que tem conseqüências catastróficas. O derretimento das calotas polares e de geleiras, por exemplo, eleva o nível das águas dos oceanos e dos lagos, submergindo ilhas e amplas áreas litorâneas densamente povoadas. O superaquecimento das regiões tropicais e subtropicais contribui para intensificar o processo de desertificação e de proliferação de insetos nocivos à saúde humana e animal. A destruição de habitats naturais provoca o desaparecimento de espécies vegetais e animais. Multiplicam-se as secas, inundações e furacões, com sua seqüela de destruição e morte.

Introdução
O mecanismo que mantém aquecido o ambiente das estufas de vidro é a restrição das perdas convectivas quando o ar é aquecido pelo contato com solo que por sua vez é aquecido pela radiação solar. No entanto, o chamado «efeito de estufa» na atmosfera não tem que ver com a supressão da convecção. A atmosfera facilita a convecção e não armazena calor: absorve alguma da radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra e radia por sua vez alguma da energia absorvida de volta para a superfície. Como resultado, a superfície recebe quase o dobro de energia da atmosfera do que a que recebe do Sol e a superfície fica cerca de 30ºC mais quente do que estaria sem a presença da atmosfera.
Toda a absorção da radiação terrestre acontecerá próximo à superfície, isto é, nas partes inferiores da atmosfera, onde ela é mais densa, pois em maiores altitudes a densidade da atmosfera é baixa demais para ter um papel importante como absorvedor de radiação (exceto pelo caso do ozônio). O vapor d'água, que é o mais poderoso dos gases estufa, está presente nas partes inferiores da atmosfera, e desta forma a maior parte da absorção da radiação se dará na sua base. O aumento dos gases estufa na atmosfera, mantida a quantidade de radiação solar que entra no planeta, fará com que a temperatura aumente nas suas partes mais baixas. O resultado deste processo é o aumento da radiação infravermelha da base da atmosfera, tanto para cima como para baixo. Como a parte inferior (maior quantidade de matéria) aumenta mais de temperatura que o topo, a manutenção do balanço energético (o que entra deve ser igual ao que sai) dá-se pela redistribuição de temperaturas da atmosfera terrestre. Os níveis inferiores ficam mais quentes e os superiores mais frios. A irradiação para o espaço exterior se dará em níveis mais altos com uma temperatura equivalente a de um corpo negro irradiante, necessária para manter o balanço energético em equilíbrio. Para maiores detalhes dos mecanismos do aquecimento da atmosfera inferior da Terra pelo aumento dos gases estufa indicam-se as seguintes publicações: Global Warming - The Complete Briefing de John Houghton - terceira edição - 2004 - Cambridge e Climate Change de W. J. Burroughs de 2002, também da Cambridge University Press. As avaliações do Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) são os mais completos resumos do estado da arte nas previsões do futuro do planeta, considerando vários cenários possíveis.
As causas do aumento das emissões dos gases estufa
A fossilização de restos orgânicos (vegetais e animais) ocorreu ao longo da história da Terra, mas a grande quantidade preservada por fossilização ocorreu a partir do início do período Carbonífero, entre 350 e 290 milhões de anos antes do presente, em uma forma mais ou menos pura de carbono, isenta de agentes oxidantes. Este material está preservado sob a forma de carvão mineral. A partir de cerca de 200 milhões de anos começou a preservar-se o petróleo e o gás natural; estes materiais são compostos de carbono e hidrogênio. Resumindo, o carbono e o hidrogênio, combustíveis, são isolados do meio oxidante, preservando a sua potencialidade de queimar em contato com o oxigênio, produzindo vários gases estufa, sendo o gás carbônico e o metano os mais importantes.
Tanto o carvão mineral quanto o petróleo e o gás natural são chamados, no jargão dos engenheiros e ambientalistas, de fontes não renováveis de energia. A energia produzida por geradores eólicos, células solares, biomassa, hidroelétricas etc. são consideradas fontes renováveis.
A Revolução Industrial, iniciada na Europa no século XVIII, provocou a exumação do carvão enterrado há milhões de anos, em proporções gigantescas, com o objetivo de girar as máquinas a vapor recém inventadas. A produção de carvão mineral ainda é muito grande. Para se ter uma idéia do volume de carvão que necessita ser minerado no mundo, basta dizer que 52% de toda a energia elétrica consumida nos Estados Unidos são provenientes da queima de carvão mineral. Proporções semelhantes ou ainda maiores são utilizadas na China, Rússia e Alemanha. Considerando o consumo atual e futuro de calcula-se que ainda exista carvão para mais 400 anos. A alguns consola saber que a idade da pedra não acabou por falta de pedras.
Com o advento da produção em escala industrial dos automóveis, no início do século XX, iniciou-se a produção e o consumo em massa do petróleo e, de utilização mais recente, o gás natural na produção da energia elétrica, aquecimento doméstico e industrial e no uso automotivo.
O processo da queima de combustíveis fósseis, além de criar as condições para a melhoria da qualidade de vida da humanidade, produz como resíduo inevitável o gás carbônico e outras substância químicas, também muito poluidoras.
Os gases produzidos pela queima de combustíveis fósseis seguem vários caminhos: parte é absorvida pelos oceanos e entra na composição dos carbonatos que constituem as carapaças de muitos organismos marinhos ou é simplesmente dissolvida na água oceânica e finalmente depositada no assoalho oceânico como carbonatos. À medida que estes animais vão morrendo, depositam-se no fundo do mar, retirando o carbono, por longo tempo, do ciclo geoquímico. Outra parte é absorvida pelas plantas que fazem a fotossíntese, tanto marinhas (algas e bactérias) como pelas pelas florestas, reiniciando o ciclo de concentração e fossilização dos compostos carbonosos, se as condições ambientais locais assim o permitirem. O que interessa aqui, no entanto, é que uma parte importante do gás carbônico concentra-se na atmosfera
A maior parte do aumento do gás carbônico ocorreu nos últimos 100 anos, com crescimento mais acentuado a partir de 1950. As melhores previsões para os próximos 100 anos (isto é, para o ano de 2100) estão sendo relizadas pelos pesquisadores do IPCC -Intergovernmental Panel on Climate Change, patrocinado pela ONU.
No melhor dos cenários, a emissão anual de CO2 no ano de 2100 será de cinco teratoneladas (10^12 toneladas) de carbono, com uma concentração de 500 ppmpv (partes por milhão por volume) de CO2, um aumento de temperatura de cerca de 1,5ºC e um aumento do nível médio dos mares de 0,1 m.
Nos piores cenários (os negócios mantidos como são nos dias de hoje), a emissão anual de CO2 em 2100 será de 30 Gton, a concentração de CO2 atingirá 900 ppmpv, a temperatura média da terra estará entre 4,5ºC e 6,0ºC mais elevada e o nível médio dos mares terá subido 0,9 metros A temperatura aumentou em média 0,7° C nos últimos 140 anos, e pode aumentar mais 5 até 2100."A emissão exagerada de gases causadores do efeito estufa está provocando mudanças climáticas. A dificuldade é separar o joio do trigo ", explica Gilvan Sampaio . Existem ciclos naturais de mudanças de temperatura na Terra e é difícil entender quanto desse aumento foi natural e quanto foi consequência de ações humanas .Com o objetivo de diminuir as emissões de gases de efeito estufa, o Protocolo de Kyoto,assinado por 84 países, determina uma redução de, em média, 5,2%. O debate em torno do protocolo evidenciou as diferenças políticas entre Europa e Estados Unidos, que mesmo sendo o maior poluidor do planeta não entrou no acordo."Os europeus vêm sofrendo há décadas com as consequências da poluição, como as chuvas ácidas, e com episódios climáticos atípicos,como grandes enchentes. Os países da Europa vêm desnvolvendo alternativas não-poluentes como energia eólica,que já configuram parte importante da matriz energética de alguns deles" ,diz o geólogo Alex Peloggia, especialista em política internacional.
História do desenvolvimento da teoria do efeito estufa
Depois disso, deve-se comentar um pouco da história do descobrimento do "efeito estufa" e seus desdobramentos científicos e políticos ao longo do tempo.
Jean-Baptiste Fourier, um famoso matemático e físico francês do século XIX, foi o primeiro a formalizar uma teoria sobre o efeito dos gases estufa, em 1827. Ele mostrou que o efeito de aquecimento do ar dentro das estufas de vidro, utilizadas para manter plantas de climas mais quentes no clima mais frio da Europa, se repetiria na atmosfera terrestre. Em 1860, o cientista britânico John Tyndall mediu a absorção de calor pelo gás carbônico e pelo vapor d' água. Ele foi o primeiro a introduzir a idéia que as grandes variações na temperatura média da Terra que produziriam épocas extremamente frias, como as chamadas "idades do gelo" ou muito quentes (como a que ocorreu na época da transição do Cretáceo para o Terciário), poderiam ser devidas às variações da quantidade de dióxido de carbono na atmosfera.
No seguimento das pesquisas sobre o efeito estufa, o cientista sueco Svante Arrhenius, em 1896, calculou que a duplicação da quantidade de CO2 na atmosfera aumentaria a sua temperatura de 5º C a 6ºC. Este número está bastante próximo do que está sendo calculado com os recursos científicos atuais. Os relatórios de avaliação do Intergovernmental Panel on Climate Change 2001 situam estes números entre 1,5ºC - melhor dos cenários e 4,5ºC - no pior, com uma concentração de cerca de 900 ppm de CO2 na atmosfera no ano de 2100). O passo seguinte na pesquisa foi dado por G. S. Callendar, na Inglaterra. Este pesquisador calculou o aquecimento devido ao aumento da concentração de CO2 pela queima de combustíveis fósseis. Pesquisadores estadunidenses, no final da década de 1950 (séc. XX) observaram que, com o aumento de CO2 na atmosfera, os seres humanos estavam conduzindo um enorme (e perigoso) experimento geofísico.
A medição de variação do CO2 na atmosfera iniciou-se no final da década de 50 no observatório de Mauna Kea no Havaí, depois que os EEUU lançaram em seu primeiro satélite espacial (?X?) no Cinturão Van Allen.
Cabe comentar aqui que o efeito estufa não é um mal em si, pelo contrário, a humanidade, e a maioria dos seres vivos hoje existentes simplesmente não existiriam sem este fenômeno, pois a Terra teria uma temperetura média de cerca de 6ºC negativos. Seria pois um congelador de grandes proporções. O problema é o agravamento do efeito estufa.
Água

Uma gota d'água
A água ("hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nú em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogénio e oxigénio. É uma substância abundante na Terra, cobrindo cerca de três quartos da superfície do planeta, encontrando-se principalmente nos oceanos e calota polares, mas também noutros locais em forma de nuvens, água de chuva, rios, aquíferos ou gelo. A fórmula química da água é H2O.

Moléculas que formam a água, evidenciando as ligações de hidrogénio, um tipo de ligação química intermolecular.
Importância da água
A água é o constituinte mais característico da Terra. Ingrediente essencial da vida, a água é talvez o recurso mais precioso da Terra.
Ilustrando esta essencialidade da água: "Um certo indivíduo está em um deserto e necessita de água. Neste caso,a água é tao importante que este individuo deixa qualquer riqueza que possua e passa a querer a água antes de qualquer outra coisa". Este é chamado pelos economistas pelo nome de conceito marginal.
Propriedades da água

Margarida abaixo do nível da água. A tensão à superfície previne a submersão da flor pela água.
Nos organismos vivos
A água possui muitas propriedades incomuns que são críticas para a vida: é um bom solvente e possui alta tensão superficial (0,07198 N m-1 a 25ºC). A água pura tem sua maior densidade em 3,984ºC: 999,972 kg/m³ e tem valores de densidade menor ao se esfriar e ao se aquecer. Como uma molécula polar estável na atmosfera, desempenha um papel importante como absorvente da radiação infravermelha, crucial no efeito estufa da atmosfera. A água também possui um calor específico peculiarmente alto (75,327 J mol-1 K-1 a 25 ºC), que desempenha um grande papel na regulação do clima global.
A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iónicas, como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos.
Apesar disso, algumas substâncias não se misturam bem com a água, incluindo óleos e outras substâncias hidrofóbicas. Membranas celulares, compostas de lipídios e proteínas, levam vantagem destas propriedades para controlar as interações entre seus conteúdos e químicos externos. Isto é facilitado pela tensão da superfície da água.
Propriedades Físicas e Químicas

Representação esquemática de uma molécula de água.
Ponto de fusão

H2O: 0ºC (273 K)
D2O: 3,82ºC (276,82 K)
T2O: 4,49ºC (277,49 K)
Ponto de ebulição

H2O: 100,0ºC (373 K)
D2O: 101,42ºC (374,42 K)
T2O: 101,51ºC (374,51 K)
Ponto crítico

H2O: TC= 647,096 K PC= 22,0664MPa d=322kg m³
D2O: TC= 643,847 K PC= 21,671MPa d=356kg m³
Constante dielétrica

H2O: 87,9 (OºC) 78,4 (25ºC) 55,6 (100ºC)
H2O: gelo lh 99 (-2OºC) 171 (-120ºC)
H2O: gás 1,0059 (10OºC, 101 325 KPa)
H2O: 78,06 (25ºC)

As moléculas se grudam para formar a água.

Cerca de dois terços da superfície da Terra está coberta por água, 97,2% dos quais contêm os cinco oceanos. O aglomerado de gelo do Antártico contém cerca de 90% de toda a água potável existente no planeta (em baixo). A água em forma de vapor pode ser vista nas nuvens, contribuíndo para o albedo da Terra.
Distribuição
Na Terra há cerca de 1 360 000 000 km³ de água que se distribuem da seguinte forma:
1 320 000 000 km³ (97%) são água do mar.
40 000 000 km³ (3%) são água doce.
25 000 000 km³ (1,8%) como gelo.
13 000 000 km³ (0,96%) como água subterrânea.
250 000 km³ (0,02%) em lagos e rios.
13 000 km³ (0,001%) como vapor de água.
Os estados da água
A água encontra-se em diversos estados físicos. Na atmosfera ela está em estado gasoso, proveniente da evaporação de todas as superfícies úmidas – mares, rios e lagos; em estado líquido é a mais usual forma da água, encontrada nos grandes depósitos do planeta, nos oceanos e mares (água salgada), nos rios e lagos (água doce) e também no subsolo, constituindo os chamados lençóis freáticos em estado líquido. Para finalizar, também encontramos a água no estado sólido, nas regiões frias do planeta. Do estado gasoso, presente na atmosfera, a água se precipita em estado líquido, como chuva, orvalho ou nevoeiro, ou em estado sólido, como neve ou granizo.
Certas águas continentais são enquadradas genericamente como água doce e até inequivocamente estudadas como então, embora apresentem pequenas mas evidentes concentrações de sais metálicos, ou seja alguma salinidade, portanto devendo ser vistas como águas de "baixa salobridade" ou até mesmo "águas oligo-halinas continentais". São águas que percorrem solos (internos e/ou expostos), contendo carbonatos de cálcio, magnésio e sódio, entre outros sais. Apresentam dureza e alcalinidade bem mais elevada que as normalmente denominadas de "doce". Um exemplo típico é a maioria das águas localizadas na região da Serra da Bodoquena (Mato Grosso do Sul, Brasil), com alcalinidade e dureza variando de 150 mg CaCO3/L até acima de 300 mg CaCO3/L.
Água fornecida para abastecimento humano

Água em estado sólido flutua na água em estado líquido.

Água da torneira (água canalizada)
Pode ter várias origens. Normalmente provém de águas subterrâneas ou superficiais, que são posteriormente tratadas (coagulação, floculação, decantação, filtração com posterior cloração) e canalizadas. Apesar de muitos portugueses pensarem que o sabor das águas da torneira não é tão bom como o das águas engarrafadas, testes com amostras de várias águas mostram que o sabor das águas da torneira é muitas vezes preferido ao das águas engarrafadas.[Carece de fontes?] Tal como outras águas, a água da torneira é na grande maioria dos casos perfeitamente segura para consumo humano.[Carece de fontes?] A água da torneira é analizada frequentemente para garantir a sua qualidade.[Carece de fontes?]

Ciclo da água, clique para ampliar.
Água mineral
Água caracterizada por ser uma água do subsolo e por ter um nível relativamente constante de sais minerais e outros compostos. Esta água não é tratada, nem é acrescida de sais ou quaisquer outros elementos, tais como os aditivos.
Água de mina
Água que deriva de uma formação subterrânea, da qual a água corre naturalmente para a superfície terrestre. As águas de nascente fazem parte deste grupo de águas engarrafadas. É de salientar que águas de diferentes minas podem ser vendidas sob a mesma marca registada.

Água poluída
Água purificada
Água subterrânea ou de superfície previamente tratada para se adequar na íntegra ao consumo humano. É basicamente igual à água das torneiras, porém adicionada de sais minerais para imitar a água mineral verdadeira.
Água artesiana
Água que vem de poços profundos e que é aproveitada para consumo.

Exemplo de gotas d'água, criada no computador.

Água gaseificada
Água que sofre um tratamento e adicionamento de dióxido de carbono. No fim do seu tratamento terá a mesma quantidade de dióxido de carbono que teria na fonte donde foi extraída.
Água não gaseificada artificialmente
Água que não sofre adição de dióxido de carbono, ou seja é retirada da sua fonte naturalmente com dióxido de carbono.
Conteúdo mineral
De acordo com a Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação (FAO) e segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), não existem directrizes indicando a recomendação de concentrações mínimas nas águas engarrafadas ditas medicinais. Existe também algum debate em relação ao factor nutricional mineral da água engarrafada comparada à água de torneira.

Escassez da água.
Segurança e saúde
A água da torneira pode ser contaminada por substâncias químicas ou microorganismos prejudiciais à saúde pública, com excessos de cloro e de flúor ou outros poluentes despejados nos afluentes dos rios. Mesmo substâncias indispensáveis podem aparecer em excesso e ser muito prejudiciais em altas dosagens. No entanto, certos factores e parâmetros podem ser mais facilmente controláveis.
Para além disso, é mais difícil conseguir água engarrafada do que água da torneira. Isto deve-se simplesmente ao facto de água engarrafada ser aquecida a temperaturas mais altas do que a água que é normalmente distribuída nos sistemas de tubulação. É, portanto, verdade que microorganismos de pouco ou nenhum conhecimento público podem crescer em altos níveis. O imprevisível é saber se isso acontecerá em águas engarrafadas ou em águas da torneira, pois, teoricamente, ambas podem ser contamináveis.[Carece de fontes?]
Consumo de água engarrafada e impactos ambientais
É consumida uma média de 15 litros de água engarrafada por pessoa, anualmente.
Os europeus são os principais consumidores de água engarrafada, sendo que bebem metade da água engarrafada de todo o mundo, tendo uma média de 85 litros por pessoa num ano.
Os mercados de água engarrafada mais promissores são a Ásia e Oceania, que tiveram um crescimento de anual de 15% no período de 1999-2001.

Distribuição da água no planeta.
Por estes motivos, pode afirmar-se que o consumo de água engarrafada está a crescer em todo o mundo, pelo menos nos últimos trinta anos. Atualmente, é considerado como sendo o sector mais dinâmico e um dos mais lucrativos de toda a indústria de alimentos e bebidas, pois o consumo deste tipo de água aumenta cerca de 12% em cada ano.
Este aumento só se justifica pelo receio que a maior parte da população tem em consumir água da torneira, pois a água engarrafada custa muito mais caro do que o consumo da água da torneira.
O mercado de água engarrafada no mundo representa um volume de 89 bilhões de litros e está estimado em um valor de 25 bilhões de euros.
75% do mercado é dominado por produtores e empresas locais.
Mais de metade (59%) da água engarrafada bebida no mundo é água purificada, os restantes (41%) consomem água de mina ou mineral.
Enquanto que a água engarrafada se origina em fontes protegidas, como por exemplo aquíferos no subsolo e nascentes, a água de torneira vem sobretudo de rios e lagos.
Embalagens de plástico
O plástico é feito a partir do petróleo e do gás natural, dois recursos não renováveis. Para além disso, são usadas mais de 1,5 milhões de toneladas de plástico só para fabricar garrafas de água. Os processos usados para fazer plástico podem causar graves problemas de poluição que afectarão a saúde humana e o ambiente, se deixados sem regulamentação.[Carece de fontes?]
A maioria das garrafas de plástico não são recicladas e, consequentemente, vão para aterros sanitários. O mundo está assim cheio de aterros sanitário e, como as garrafas de plástico se decompõe a velocidade muito baixas, permanecerão nos aterros por largas centenas de anos.[Carece de fontes?]
Transporte
Um quarto da água engarrafada em todo o mundo é consumida fora do país de origem. Assim, emissões de dióxido de carbono, provocando o efeito de estufa, fazem com que existam mudanças climáticas globais. Ainda assim, cerca de 75% da água produzida é consumida à escala regional, limitando estes emissões de gases poluentes.
Corpo humano
Todas as formas conhecidas de vida precisam de água. Os humanos consomem "água de beber" (água potável, ou seja, água compatível com as características de nosso corpo).
No corpo humano a água é o principal constituínte (cerca de 70%). É dito que o envelhecimento pode ser considerado um processo de secagem, uma vez que da infância até a velhice a quantidade de água no corpo diminui gradativamente.[Carece de fontes?]
É componente essencial para o bom funcionamento geral do organismo, ajudando em algumas funções vitais, tais como o controle de temperatura do corpo, por exemplo.
Religião e filosofia

Uma questão filosófica: "O copo está meio cheio ou meio vazio?"
Ciclo da Água

Esquema do Ciclo Hidrológico (ou ciclo da água).
Ciclo hidrológico (ou ciclo da água) é o nome que se dá à circulação contínua da água na hidrosfera, ou seja, os continentes, os oceanos e a atmosfera, através da energia solar que chega à superfície terrestre.
Na atmosfera, o vapor de água que forma as nuvens pode transformar-se em chuva, neve ou granizo dependendo das condições climatéricas. Essa transformação provoca o fenômeno atmosférico ao qual se chama precipitação.
A ciência que estuda o ciclo hidrológico é a Hidrologia e seus principais especialistas são os engenheiros hidrólogos, um ramo da engenharia hidráulica ou engenharia hídrica.
A energia presente no ciclo hidrológico é muitas vezes reaproveitada pela humanidade nas usinas hidrelétricas.
Etimologia

0 conceito de ciclo hidrológico (ou ciclo da água) tornou-se tão amplamente aceite que é difícil voltar atrás na história e acompanhar o seu desenvolvimento e demonstração. Antes da segunda metade do século XVII, pensava-se que as águas provenientes das minas (nascentes) não poderiam ser produto da precipitação em vista de dois postulados:
a quantidade de água precipitada não era suficiente;
a superfície da Terra era bastante impermeável, para não permitir a infiltração das águas pluviais.
História
Com base nesses dois postulados, alguns filósofos da época (gregos e romanos) passaram a desenvolver, engenhosas teorias, segundo as quais existiriam cavernas subterrâneas, donde surgiam as águas das fontes. Outros, reconhecendo que havia a necessidade de recarga desses reservatórios, lançaram a idéia do ciclo hidrológico, no qual a água que retornava às fontes, provinha do oceano, através de canais subterrâneos, ao invés da atmosfera. A remoção do sal era explicada por processos de filtração ou destilação. A elevação da água era conseqüência da vaporização e subseqüente condensação, pressão das rochas, sucção dos ventos, vácuo produzido pela vazão das fontes, ação capilar e pela curvatura dos oceanos, que eventualmente, permitiria que a altura das águas fornecesse a carga necessária para que o líquido fluísse nas nascentes.
Esses conceitos persistiram até o fim do século XVII, porém Leonardo da Vinci (1452-1519) e Bernard Palissy (1509-89), respectivamente na Itália e França, lançaram a semente da teoria da infiltração e o conceito do ciclo hidrológico, como hoje nós o entendemos. Com Pierre Perrault (1608-80) usando um instrumental muito rude, foi feita a primeira constatação de campo do fenômeno da transformação de chuva em vazão. Com medidas de 3 anos de precipitação, ele estimou a vazão do rio Sena (França) como sendo 1/6 da precipitação.
Como funciona
A água ocorre em vários lugares e em várias fases, na superfície, dentro e sobre a Terra. A transformação de uma fase em outra e o movimento de um a outro local constitui o ciclo hidrológico. Este é um sistema fechado, ou seja, sem começo nem fim.
A humidade atmosférica volta à superfície da Terra na forma de chuva, granizo, neve ou orvalho. Uma parte dela será retida nas construções, árvores, arbustos e outras plantas. Essa água nunca alcança o solo, e a quantidade assim retida é chamada de perda por interceptação. A água que chega até o solo pode formar vários cursos; alguns evaporarão e voltarão para a atmosfera; outros infiltrar-se-ão na terra. Se a intensidade de chuva supera a porção de infiltração e evaporação formar-se-á um charco. A água retida em um pântano é dita como armazenagem em depressão.
Como os charcos enchem e transbordam, a água começa a se mover através da superfície e é chamada de chuva excedente. Entretanto, o escoamento superficial não pode ocorrer até que se forme uma lâmina d’água que cubra a trajetória do movimento. A água contida nessa trajetória é chamada de armazenamento de detenção. Uma parte do escoamento pode infiltrar no solo ou evaporar retornando à atmosfera antes de alcançar o rio.
A água que infiltra no solo entra primeiramente na zona do solo que contém as raízes das plantas. Essa água pode retornar para a atmosfera através da evaporação, a partir da superfície do solo ou evapotranspiração das plantas. Essa parte superior do solo pode reter uma quantidade limitada de água, essa quantidade é conhecida como capacidade de campo. Se mais água for adicionada à zona quando ela estiver na capacidade de campo, a água passa para uma zona mais baixa (zona de saturação ou zona de escoamento subterrâneo). A água deixa a zona da água subterrânea pela ação da capilaridade dentro da zona da raiz, ou pela infiltração nas correntes. Poços são perfurados na zona de água subterrânea para a extração da água aí retida.

Ciclo Hidrológico: A proporção entre os volumes das três esferas representadas na figura corresponde à dos volumes de água contidos nos continentes, nos oceanos e na atmosfera. As setas indicam a troca de água entre eles.
Os processos que alimentam o ciclo hidrológico global são a evaporação e a transpiração (das plantas), que fornecem vapor à atmosfera, a condensação e a precipitação. A fonte mais importante de vapor de água na atmosfera é a evaporação nos oceanos - a origem de cerca de 85% do vapor de água na atmosfera. (Como o vapor de água é o gás de estufa mais importante, os oceanos têm um papel crucial na determinação de possíveis mudanças climáticas por aumento do efeito de estufa.) A evaporação e a transpiração nos continentes são a origem dos restantes 15%.
Os oceanos, que representam 70% da superfície da Terra, contêm 97,5% da água nela existente e regulam e distribuem calor por todo o planeta através das circulação das suas correntes à superfície. O solo dos continentes contem 2,4% do total da água existente e a atmosfera menos de 0,001%.
A importância da atmosfera no ciclo da água deve-se à contínua reciclagem da água pela precipitação, que movimenta um volume de água 32 vezes superior à capacidade total da atmosfera. A quantidade total de vapor de água na atmosfera é equivalente a cerca de uma semana de precipitação em todo o globo. O que quer dizer que a água é circulada de um modo muito eficiente através da atmosfera.
Quanto à água que usamos para beber, que está nos rios, lagos e águas subterrâneas, é menos de 0,003% da água existente no planeta
Poluição da Água
Poluição das águas é um tipo de poluição causado pelo lançamento de esgoto residencial ou industrial não tratados em cursos de água (rios, lagos ou mares) ou ainda pelo lançamento de fertilizantes agrícolas, em quantidade demasiada alta que o corpo da água não pode absorver naturalmente. A poluição altera as características da água enquanto a contaminação pode afetar a saúde do consumidor da água. Assim uma água pode estar poluída sem estar contaminada.
Lançamento de esgoto
Os materiais orgânicos presentes no esgoto (excrementos, etc.) nutrem as bactérias aeróbias decompositoras. Por serem aeróbias, consomem o oxigênio diluído na água, podendo matar por asfixia a fauna ali existente (principalmente os peixes). Juntamente com essas bactérias, podem existir ou não os agentes patogênicos: vermes (esquistossomose, etc.), protozoários (giárdias e amebas, etc.), vírus (hepatite, etc.) e bactérias (leptospirose, cólera, febre tifóide, etc.).
Como as bactérias aeróbias continuam a se multiplicar, e se a poluição continua elevada, a certa altura elas próprias morrem asfixiadas por esgotamento do oxigênio dissolvido na água, sendo substituídas então por um novo tipo de bactérias: as bactérias anaeróbicas, que não necessitam de oxigênio e de cujo metabolismo saem substâncias que exalam muito mau cheiro, como o gás sulfídrico, que um odor típico de ovos podres, insuportável em certos rios, como o Tietê, o Tamanduateí e o Pinheiros na cidade de São Paulo e o Canal do Mangue, no Rio de Janeiro.
Solução
A solução que deve ser tomada a fim de evitar esses transtornos é tratar o esgoto produzido antes de lançá-lo nos rios ou mares, se estes não suportarem a carga poluidora, diminuindo assim as matéria orgânica, as substâncias tóxicas e os agentes patogênicos. Quando o corpo d' água absorve bem a matéria orgânica pode-se fazer, sem maiores problemas, o lançamento dos esgotos através de emissários submarinos bem projetados e calculados como em Boston e Santa Mônica (USA) , Ipanema e Barra da Tijuca no Rio de Janeiro , Santos , etc...
Floração das aguas
Este fenômeno é causado pelo uso agrícola de adubos e fertilizantes, que contêm fósforo e nitrogênio (também denominado azoto) que ao atingir os cursos d'água, nutrem as plantas aquáticas, transformando a água em algo semelhante a um caldo verde, vindo daí o título Floração das Águas.
Poluição com dejetos não-biodegradáveis
Os compostos citados acima são orgânicos; logo, são biodegradáveis e podem ser decompostos por bactérias. Mas há compostos inorgânicos sintéticos, que se acumulam nos seres vivos, causando-lhes graves danos em certos casos.
Exemplos de produtos não-biodegradáveis são: os detergentes, os combustíveis, tais como petróleo, gasolina ou a poluição provocada por metais pesados: chumbo, alumínio, zinco e mercúrio (provindo da extração dos garimpos).
Tensão Superficial da Água

Os tensoativos são substâncias que diminuem a tensão superficial ou influenciam a superfície de contato entre dois líquidos. Quando utilizados na tecnologia doméstica são geralmente chamados de emulgentes, ou seja, substâncias que permitem conseguir ou manter a emulsão.
São de feitos de moléculas na qual uma das metades é solúvel em água e a outra não.
Entre os tensoativos encontram-se substâncias sintéticas que são utilizadas regularmente, como detergentes e produtos para máquina de lavar louça.
Impulsão
Impulsão ou empuxo é a força exercida por um fluido (líquido ou gás) em condições hidrostáticas sobre um corpo que nele esteja imerso. O empuxo existe graças à diferença de pressão hidrostática em um corpo, visto que a pressão hidrostática é proporcional à massa específica do líquido (ou densidade), à aceleração da gravidade, e à altura de profundidade. Essa pressão será maior na parte inferior do corpo, pois estará à maior profundidade,gerando uma força resultante de baixo para cima, chamada Empuxo. A impulsão também é conhecida como princípio de Arquimedes.
A impulsão é uma força vertical direccionada de baixo para cima igual ao peso do fluido que iria ocupar o espaço ocupado por um determinado objecto, sendo assim depende simplesmente do volume do objecto e da densidade do fluido.
O módulo da impulsão, I,é igual ao módulo do peso do fluido deslocado pelo corpo. Assim,
I = ?fVfg
Em que:
? é a densidade do fluidos;
V é o volume do fluido;
g é a aceleração da gravidade;
Para um corpo que flutua, a impulsão tem que igualar o peso, isto é:

Logo, P = I, ou seja
?cVcg = ?fVfg