Efeito estufa

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Efeito estufa

  1. 1. 1. HABILIDADES Compreender as causas da intensificação do efeito estufa nocivo e compreender o seusignificado em termos ambientais. 2. DETALHAMENTO DAS HABILIDADES 1 - Compreender o efeito estufa em termos da diferença entre a energia recebida do Sol e a energia emitida pela Terra ao ser aquecida. 2 - Saber que a energia recebida do Sol é basicamente através da luz branca e a energia emitida pela Terra, devido ao seu aquecimento, é basicamente através da radiação infravermelha. 3 - Saber que a atmosfera é transparente à luz branca, mas relativamente opaca à radiação infravermelha. 4 - Saber que o que torna a atmosfera relativamente opaca ao infravermelho é o percentual de vapor de água e dióxido de carbono (gás carbônico) existente na atmosfera. 5 - Saber que a temperatura de um sistema depende do balanço entre a energia que ele recebe e a energia que ele emite. 6 - Compreender que o aumento de temperatura da Terra, devido ao efeito estufa nocivo , é consequência do aumento de gás carbônico na atmosfera. 1. HABILIDADES Compreender as causas da intensificação do efeito estufa nocivo e compreender o seusignificado em termos ambientais. 2. DETALHAMENTO DAS HABILIDADES 1 - Compreender o efeito estufa em termos da diferença entre a energia recebida do Sol e a energia emitida pela Terra ao ser aquecida. 2 - Saber que a energia recebida do Sol é basicamente através da luz branca e a energia emitida pela Terra, devido ao seu aquecimento, é basicamente através da radiação infravermelha. 3 - Saber que a atmosfera é transparente à luz branca, mas relativamente opaca à radiação infravermelha. 4 - Saber que o que torna a atmosfera relativamente opaca ao infravermelho é o percentual de vapor de água e dióxido de carbono (gás carbônico) existente na atmosfera. 5 - Saber que a temperatura de um sistema depende do balanço entre a energia que ele recebe e a energia que ele emite. 6 - Compreender que o aumento de temperatura da Terra, devido ao efeito estufa nocivo , é consequência do aumento de gás carbônico na atmosfera. 1. HABILIDADES Compreender as causas da intensificação do efeito estufa nocivo e compreender o seusignificado em termos ambientais. 2. DETALHAMENTO DAS HABILIDADES 1 - Compreender o efeito estufa em termos da diferença entre a energia recebida do Sol e a energia emitida pela Terra ao ser aquecida. 2 - Saber que a energia recebida do Sol é basicamente através da luz branca e a energia emitida pela Terra, devido ao seu aquecimento, é basicamente através da radiação infravermelha. 3 - Saber que a atmosfera é transparente à luz branca, mas relativamente opaca à radiação infravermelha. 4 - Saber que o que torna a atmosfera relativamente opaca ao infravermelho é o percentual de vapor de água e dióxido de carbono (gás carbônico) existente na atmosfera. 5 - Saber que a temperatura de um sistema depende do balanço entre a energia que ele recebe e a energia que ele emite. 6 - Compreender que o aumento de temperatura da Terra, devido ao efeito estufa nocivo , é consequência do aumento de gás carbônico na atmosfera.
  2. 2. O EFEITO ESTUFA E O CLIMA NA TERRA Introdução Toda semana nos deparamos com notícias veiculadas na imprensa sobre o gradativo aumento da temperatura da Terra e suas prováveis consequências desastrosas, como a alteração do clima. O aquecimento global que é caracterizado pelo aumento da temperatura em nosso planeta tem requerido cada vez mais a atenção da comunidade científica. Acredita-se que essa elevação na temperatura esteja associada ao aumento da atividade humana, que faz uso indiscriminado dos combustíveis fósseis e de outros processos poluentes da atividade industrial. Ou seja, o aquecimento global tem como um dos seus principais componentes o aumento da emissão dos gases do feito estufa, principalmente o gás carbônico. Talvez você já tenha ouvido uma frase do tipo: “A diferença entre o remédio e o veneno está na dose”. Assim também podemos pensar em relação ao efeito estufa. Ele é um processo natural e de muita importância, que ajuda manter a temperatura adequada ao desenvolvimento da vida na Terra como hoje a conhecemos. Mas o aumento deste efeito trará uma aceleração do ciclo hidrológico e, resultante disso, fenômenos climáticos e meteorológicos extremos, como secas, inundações, tempestades severas, ventanias, incêndios florestais, que se tornaram mais frequentes nos últimos decênios. Como funciona uma estufa de plantas? As estufas de plantas são estruturas físicas com paredes e telhados que costumam ser construídas de vidro ou de plástico, de modo a permitir que a radiação solar penetre no seu interior. O objetivo é reter a energia solar no seu interior, mantendo assim uma temperatura interna mais elevada que a temperatura ambiente. Essas estruturas variam de pequenos galpões a grandes edifícios. Por exemplo, o vidro nas estufas é transparente às ondas da luz visível, mas opaco às radiações ultravioleta e infravermelha. Com isso o vidro permite que os comprimentos de onda curta da luz visível do Sol atravessem o telhado e as paredes da estufa, que são absorvidos pelo solo e pelas plantas em seu interior. O solo e as plantas, por sua vez, emitem ondas de infravermelho, que têm comprimentos de onda longos. Essa energia não consegue atravessar o vidro para sair, o que aquece o interior da estufa. O balanço energético da Terra A temperatura de um sistema depende do balanço energético entre a energia recebida e a energia emitida pelo sistema. O clima na Terra é regido pelas mesmas leis que determinam o balanço energético de qualquer corpo ou sistema termodinâmico. Se nosso planeta estivesse isolado no espaço, iria emitir radiação, perdendo energia térmica e resfriando-se. Como estamos perto do Sol, o que a Terra perde para o espaço é compensado pela radiação solar que é absorvida pelo nosso planeta. A energia solar fornece 99,98% de toda energia da Terra e da atmosfera. Aproximadamente quase todo o restante vem de reações nucleares no interior da Terra e um pouco vem das marés, que é resultam das atrações gravitacionais da Lua e do Sol sobre os oceanos. A superfície terrestre se comporta aproximadamente como um bom absorvedor dessa energia e depois de aquecida devolve parte dessa energia. Mas como a temperatura da Terra é relativamente mais baixa, ela irradia a energia em baixas frequências – principalmente nos comprimentos de onda mais longos do infravermelho. Ao ficar em equilíbrio radiante com a radiação incidente acabaria por atingir uma temperatura média de 253 K (- 20°C). Ou seja, essa seria a temperatura média da Terra se não fossem alguns fatores atmosféricos que contribuem para que este valor seja maior. Dizemos que um corpo está em equilíbrio radiante quando emite a mesma quantidade de energia que absorve. Se um corpo estiver em equilíbrio radiante e possuir uma fonte de energia constante, como o Sol, por exemplo, sua temperatura será constante.
  3. 3. O efeito estufa na Terra A temperatura da Terra aumenta quando aumenta a incidência de energia radiante ou quando diminui o escape da radiação terrestre. O efeito estufa nocivo é o aquecimento da atmosfera mais baixa, o efeito dos gases atmosféricos sobre o balanço entre a radiação solar e a radiação terrestre. Como 99,9% da atmosfera é constituída de nitrogênio, oxigênio e argônio, há muito pouco espaço para outros gases. Mas mesmo em pequenas proporções relativas, os gases carbônico, metano, óxido nitroso, clorofluorcarbonetos e ozônio têm um efeito significativo no clima do planeta Terra. Esses gases são conhecidos como os gases do efeito estufa nocivo. O vapor de água também desempenha um papel muito importante na regulação do clima de nosso planeta. Ele não se enquadra nos gases do efeito estufa nocivo propriamente dito porque a quantidade de água na atmosfera depende dos outros gases. Isto é, quanto maior a temperatura da atmosfera, maior a evaporação da água dos rios, oceanos e de outros reservatórios. Sendo assim, se a concentração dos gases de efeito estufa aumentar devido à ação do homem, o aumento do vapor de água da atmosfera será uma consequência disso. Como sabemos, depois de aquecida a superfície terrestre emite comprimentos de ondas longos na faixa do infravermelho (radiação térmica). Se a atmosfera que recebe esta radiação térmica fosse composta de ar puro ela não absorveria tal radiação, deixando-a escapar para o espaço. Entretanto, as nuvens e os gases atmosféricos (principalmente o vapor de água e o gás carbônico) absorvem radiação térmica e voltam a emiti-la, devolvendo-a parcialmente à superfície terrestre. Este fenômeno compensa parcialmente perdas para o espaço, permitindo que a Terra tenha uma temperatura média de 14ºC. O efeito estufa é um processo natural e de vital importância para manter a vida na Terra, tal como a conhecemos. Basta observar que é graças a esse processo que nosso planeta encontra-se a uma temperatura 34ºC maior do que a temperatura prevista (-20ºC) no balanço energético da Terra sem o efeito estufa. O aumento dos gases do efeito estufa e o aquecimento global Há dois fatores que determinam o impacto que um gás do efeito estufa específico poderá causar no clima do planeta. O primeiro é seu fator de aquecimento global, ou seja, sua habilidade de absorver e depois liberar calor. O segundo fator é quantidade do gás presente na atmosfera. O gás carbônicocontribui comcerca de 60 % do total dosgasesestufa,sendoque outrosgasesproduzidospelasatividades humanastambémcontribuemparao efeitoestufa:metano(15%);CFCs(12%),óxidonitroso(5%),e Ozônio(8%).Alémde estarem maiorporcentagem,aconcentraçãodo gás carbônicovemaumentandorapidamentenasúltimasdécadas. As atividades humanas queimam esses combustíveis fósseis numa taxa muitas vezes maior do que eles estão sendo produzidos, assimdesequilibrando o ciclo do carbono e aumentando muito o percentual de gás carbônico na atmosfera. O que podemos fazer para diminuir a emissão de CO2 para a atmosfera? Cada um de nós é responsável pela emissão de uma parcela de CO2 para a atmosfera, pois consumimos produtos industrializados e usamos carros ou ônibus para nos locomover. Um norte americano ou europeu, em média, é responsável pela emissão de 5 toneladas de CO2 por ano, enquanto que em países não industrializados, essa média cai para 0,5 tonelada. Portanto, para contribuir menos para o efeito estufa basta consumir menos (reduzir o consumo!!). Mas como fazer isso numa sociedade com tantos apelos ao consumo? Para cada tonelada de papel reciclado, de 10 a 20 árvores são poupadas. Isso representa uma economia de recursos naturais, pois as árvores não cortadas continuam absorvendo CO2 pela fotossíntese, e gasta-se a metade da energia para reciclar o papel que para produzi-lo pelo processo convencional. Uma latinha reciclada economiza em energia o equivalente ao consumo de um televisor ligado por 3 horas. Veja que, quando falamos em economia de energia, isso representa uma economia de combustível que seria queimado pela indústria, que implica numa redução na emissão de gás carbônico para a atmosfera, que por sua vez implica numa diminuição do efeito estufa. O Brasil é o país que mais recicla as latas de alumínio (refrigerante, cerveja) no mundo, chegando a 96% em 2004.
  4. 4. Exercícios 1. O que é energia radiante? 2. Falando relativamente, as ondas de alta frequência têm comprimentos de onda longos ou curtos? 3. Como a frequência da energia radiante se relaciona com a temperatura absoluta da fonte da radiação? 4. Uma vez que todos os objetos emitem energia para sua vizinhança, então por que suas temperaturas não diminuem continuamente? 5. O que determina se um objeto, em dado instante, será predominantemente um emissor ou um absorvedor? 6. Como funciona uma estufa de plantas? 7. Como a atmosfera terrestre pode ser comparada a uma estufa de plantas? 8. Quais são as limitações na comparação da atmosfera terrestrecom uma estufa de plantas? 9. Qual seria a consequência de seeliminar completamente o efeito estufa na Terra? 10. Num dia ensolarado, mas muito frio, você dispõe de um casaco preto e de um casaco de plástico transparente. Qualdeles vocêdeveria vestir para se sentir mais aquecido ao sair de casa? 11. Se a composição da atmosfera superior fossealterada de modo que uma maior quantidade de radiação terrestre escapasse, queefeito isso teria sobreo clima da Terra? 12. Nas chamadas "estufas", ondesão cultivadas as plantas, temos um envoltório de vidro e um piso escurecido para manter uma temperatura média adequada à vida vegetal. O vidro usado nas estufas é A) totalmente transparentea todas as faixas de radiação eletromagnética. B) praticamente opaco às radiações de frequência inferior à da luz visível. C) praticamente opaco às radiações de frequência superior à da luz visível. D) praticamente opaco às radiações visíveis. 13. A respeito do efeito estufa, podemos afirmar que: A) provoca umdecréscimo de 18ºCna temperatura média da superfícieterrestre; B) compromete a existência da vida na Terra; C) tem como consequência o fato de a temperatura, em toda a superfície terrestre, ser de 15ºC; D) é consequência da presençade certos gases na atmosfera que bloqueiam a passagemdas radiações infravermelhas; E) não exerce nenhuma influência no clima ao longo da superfícieterrestre.
  5. 5. Módulo 8: O efeito estufa e o clima na Terra 1. É a energia transmitida por radiação. Ela encontra-se na forma de ondas eletromagnéticas que inclui as ondas de rádio, as micro-ondas, a luz visível, a radiação ultravioleta, os raios X e os raios gama. 2. Mais curtos. Quanto maior a frequência de uma onda menor será seu comprimento de onda. 3. Todos os materiais a qualquer temperatura acima do zero absoluto emitem energia radiante. Quanto maior for à temperatura absoluta do emissor tanto maior será sua frequência emitida. 4. Porque todos os objetos absorvem energia radiante. 5. A diferença entre a quantidade de energia absorvida e emitida por um objeto é que determina se um corpo será predominantemente um emissor ou um absorvedor. Se uma superfície absorve mais energia radiante do que emite, ela é predominantemente um absorvedor e sua temperatura se eleva. Ao contrário, se ela emite mais do que absorve, ela é predominantemente um emissor e sua temperatura baixa. 6. Uma estufa de plantas é uma estrutura construída com paredes e telhado transparente à radiação solar. O material geralmente empregado é o vidro. A luz visível do Sol que penetra pela estrutura da estufa é constituída de comprimentos de onda curtos. Essa radiação é absorvida pelas plantas, pelo solo e demais objetos do interior da estufa para em seguida ser “re-irradiada” em ondas de infravermelho de comprimentos de onda longos. Essa energia não consegue atravessar o vidro para sair, pois o vidro é opaco às radiações ultravioleta e infravermelho. Além do mais não há transferência de calor do ar quente por convecção, assim o interior da estufa se mantém mais quente que o exterior. 7. A atmosfera da Terra, assim como a estufa de plantas, é transparente a grande parte da radiação solar (ultravioleta, luz visível e ondas da parte mais alta da região de infravermelho do espectro), especialmente a luz visível, de modo que a radiação solar alcança facilmente a superfície da Terra onde é absorvida. A superfície terrestre, por sua vez, “re-irradia” parte dessa energia em baixas frequências – principalmente nos comprimentos de onda mais longos do infravermelho. Determinados gases atmosféricos, ao igual que o vidro numa estufa de plantas, absorve e “remitem” grande parte dessa radiação de comprimento de onda longo de volta para a Terra. Isso ajuda a manter a Terra aquecida. 8. A analogia entre a estrutura de vidro da estufa de plantas e a atmosfera terrestre não é perfeita. As estufas de plantas costumam evitar perdas de calor por convecção, porém a atmosfera impede apenas perda de calor por radiação térmica. 9. O clima na Terra depende do balanço energético entre a energia recebida, principalmente pelo Sol e a energia irradiada pelo sistema Terra-atmosfera. Suprimindo o papel desempenhado pela atmosfera no efeito estufa, a temperatura média do planeta seria bem menor, algo envolta de –20ºC. 10. O casaco de plástico transparente. Apesar de o casaco preto ser um bom absorvedor de energia radiante ele também estará emitindo uma grande quantidade de dessa energia, visto que a temperatura externa é bastante baixa. Já o casaco plástico por ser transparente permitirá a entrada da radiação solar e dificultará sua saída, assim como acontece numa estufa de plantas. 11. A temperatura média da Terra seria menor do que 14ºC. Assim a flora e a fauna teriam que sofrer grandes modificações para que se adaptasse a essa nova realidade. 12. C. 13. D. 14. B. 9) Qual dositensa seguirnãotemligaçãocom o aquecimentoglobal? a) Temperaturaglobal aumentando. b) Elevaçãodo nível dosoceanos. c) Regiõesglaciaisdiminuindo. d) Diferençade temperaturaentre asuperfície terrestre e atroposfera. e) Esgotamentodasreservasde combustível fóssil.
  6. 6. 7) Nos últimos 150 anos um gás propagou-se muitona atmosfera. Falamos do: a) Dióxidode carbono. b) Metanol. c) Hidrogênio. d) Oxigênio. e) Fósforo. 8) A maior parte da energiausada hoje no planetaé proveniente daqueima de combustíveis fósseis. O protocolode Kyoto, acordo internacional que inclui aredução da emissãode CO2 e de outros gases, demonstraagrande preocupaçãoatual com o meioambiente. O excessode queima de combustíveis fósseis pode ter comoconseqüências: a) maior produção de chuvas ácidas e aumentoda camada de ozônio b) aumento do efeitoestufae dos níveis dos oceanos. c) maior resfriamentoglobal e aumentodos níveis dos oceanos. d) destruiçãodacamada de ozônioe diminuiçãodo efeitoestufa. e) maior resfriamentoglobal e aumentoda incidênciade câncer de pele. 9) Qual dos itens a seguir nãotem ligaçãocom o aquecimentoglobal? a) Temperatura global aumentando. b) Elevação do nível dos oceanos. c) Regiõesglaciais diminuindo. d) Diferençade temperatura entre a superfície terrestre e a troposfera. e) Esgotamentodas reservasde combustível fóssil. 10) Segundoos especialistas emclima, oimpacto peloaquecimentoglobal no planetavai causar os itens citados emtodas as alternativas, excetouma. Qual? a) Falta de água potável. b) Fim da produção de energiaeólica. c) Aumento de mortes por fenômenosnaturais. d) Elevação do nível do mar. e) Extinção de espéciesanimaise vegetais. 11) Nos últimos 50 anos, as temperaturas de invernona penínsulaantárticasubiramquase 6 oC. Ao contráriodo esperado, oaquecimentotemaumentado a precipitaçãode neve. Issoocorre porque o gelomarinho, que forma um manto impermeável sobre ooceano, está derretendo devidoà elevaçãode temperatura, oque permite que mais umidade escape paraa atmosfera. Essaumidade cai na forma de neve. Logo depois de chegar a essaregião, certaespécie de pingüins precisade solos nus para construir seus ninhos de pedregulhos. Se aneve não derrete a tempo, eles põemseus ovos sobre ela. Quando a neve finalmente derrete, os ovos se encharcam de água e goram. Scientific AmericanBrasil, ano2, n.º 21, 2004, p.80 (comadaptações). A partir do textoacima, analise as seguintes afirmativas: I – O aumentoda temperaturaglobal interfere nocicloda água na penínsulaantártica. II – O aquecimentoglobal pode interferir nociclode vida de espécies típicas de regiãode clima polar. III – A existênciade águaem estadosólidoconstitui fator crucial paraa manutençãoda vidaem alguns biomas. É corretoo que se afirma: a) apenas em I. b) apenas emII. c) apenas em I e II. d) apenas em II e III. e) emI, II e III. 12) As decisões de qual acordo não foram até agora ratificadas pelos Estados Unidos? a) Do Protocolode Kyoto. b) Da Conferênciade Copenhague. c) Da Eco-92. d) Da Conferênciade Estocolmo. e)Da Conferênciade Potsdam.
  7. 7. 7) Nos últimos 150 anos um gás propagou-se muitona atmosfera. Falamos do: a) Dióxidode carbono. b) Metanol. c) Hidrogênio. d) Oxigênio. e) Fósforo. 8) A maior parte da energiausada hoje no planetaé proveniente daqueima de combustíveis fósseis. O protocolode Kyoto, acordo internacional que inclui aredução da emissãode CO2 e de outros gases, demonstraagrande preocupaçãoatual com o meioambiente. O excessode queima de combustíveis fósseis pode ter comoconseqüências: a) maior produção de chuvas ácidas e aumentoda camada de ozônio b) aumento do efeitoestufae dos níveis dos oceanos. c) maior resfriamentoglobal e aumentodos níveis dos oceanos. d) destruiçãodacamada de ozônioe diminuiçãodo efeitoestufa. e) maior resfriamentoglobal e aumentoda incidênciade câncer de pele. 9) Qual dos itens a seguir nãotem ligaçãocom o aquecimentoglobal? a) Temperatura global aumentando. b) Elevação do nível dos oceanos. c) Regiõesglaciais diminuindo. d) Diferençade temperatura entre a superfície terrestre e a troposfera. e) Esgotamentodas reservasde combustível fóssil. 10) Segundoos especialistas emclima, oimpacto peloaquecimentoglobal no planetavai causar os itens citados emtodas as alternativas, excetouma. Qual? a) Falta de água potável. b) Fim da produção de energiaeólica. c) Aumento de mortes por fenômenosnaturais. d) Elevação do nível do mar. e) Extinção de espéciesanimaise vegetais. 11) Nos últimos 50 anos, as temperaturas de invernona penínsulaantárticasubiramquase 6 oC. Ao contráriodo esperado, oaquecimentotemaumentado a precipitaçãode neve. Issoocorre porque o gelomarinho, que forma um manto impermeável sobre ooceano, está derretendo devidoà elevaçãode temperatura, oque permite que mais umidade escape paraa atmosfera. Essaumidade cai na forma de neve. Logo depois de chegar a essaregião, certaespécie de pingüins precisade solos nus para construir seus ninhos de pedregulhos. Se aneve não derrete a tempo, eles põemseus ovos sobre ela. Quando a neve finalmente derrete, os ovos se encharcam de água e goram. Scientific AmericanBrasil, ano2, n.º 21, 2004, p.80 (comadaptações). A partir do textoacima, analise as seguintes afirmativas: I – O aumentoda temperaturaglobal interfere nocicloda água na penínsulaantártica. II – O aquecimentoglobal pode interferir nociclode vida de espécies típicas de regiãode clima polar. III – A existênciade águaem estadosólido constitui fator crucial paraa manutençãoda vidaem alguns biomas. É corretoo que se afirma: a) apenas em I. b) apenas emII. c) apenas em I e II. d) apenas em II e III. e) emI, II e III. 12) As decisões de qual acordo não foram até agora ratificadas pelos Estados Unidos? a) Do Protocolode Kyoto. b) Da Conferênciade Copenhague. c) Da Eco-92. d) Da Conferênciade Estocolmo. e)Da Conferência de Potsdam.
  8. 8. A superfície terrestre se comporta aproximadamente como um bom absorvedor dessa energia e depois de aquecida devolve parte dessa energia. Mas como a temperatura da Terra é relativamente mais baixa, ela irradia a energia em baixas frequências – principalmente nos comprimentos de onda mais longos do infravermelho. Ao ficar em equilíbrio radiante com a radiação incidente acabaria por atingir uma temperatura média de 253 K (- 20°C). Ou seja, essa seria a temperatura média da Terra se não fossem alguns fatores atmosféricos que contribuem para que este valor seja maior. Dizemos que um corpo está em equilíbrio radiante quando emite a mesma quantidade de energia que absorve. Se um corpo estiver em equilíbrio radiante e possuir uma fonte de energia constante, como o Sol, por exemplo, sua temperatura será constante. O efeito estufa na Terra A temperatura da Terra aumenta quando aumenta a incidência de energia radiante ou quando diminui o escape da radiação terrestre. O efeito estufa nocivo é o aquecimento da atmosfera mais baixa, o efeito dos gases atmosféricos sobre o balanço entre a radiação solar e a radiação terrestre. Como 99,9% da atmosfera é constituída de nitrogênio, oxigênio e argônio, há muito pouco espaço para outros gases. Mas mesmo em pequenas proporções relativas, os gases carbônico, metano, óxido nitroso, clorofluorcarbonetos e ozônio têm um efeito significativo no clima do planeta Terra. Esses gases são conhecidos como os gases do efeito estufa nocivo. O vapor de água também desempenha um papel muito importante na regulação do clima de nosso planeta. Ele não se enquadra nos gases do efeito estufa nocivo propriamente dito porque a quantidade de água na atmosfera depende dos outros gases. Isto é, quanto maior a temperatura da atmosfera, maior a evaporação da água dos rios, oceanos e de outros reservatórios. Sendo assim, se a concentração dos gases de efeito estufa aumentar devido à ação do homem, o aumento do vapor de água da atmosfera será uma consequência disso. Como sabemos, depois de aquecida a superfície terrestre emite comprimentos de ondas longos na faixa do infravermelho (radiação térmica). Se a atmosfera que recebe esta radiação térmica fosse composta de ar puro ela não absorveria tal radiação, deixando-a escapar para o espaço. Entretanto, as nuvens e os gases atmosféricos (principalmente o vapor de água e o gás carbônico) absorvem radiação térmica e voltam a emiti-la, devolvendo-a parcialmente à superfície terrestre. Este fenômeno compensa parcialmente perdas para o espaço, permitindo que a Terra tenha uma temperatura média de 14ºC. O efeito estufa é um processo natural e de vital importância para manter a vida na Terra, tal como a conhecemos. Basta observar que é graças a esse processo que nosso planeta encontra-se a uma temperatura 34ºC maior do que a temperatura prevista (-20ºC) no balanço energético da Terra sem o efeito estufa. O aumento dos gases do efeito estufa e o aquecimento global Há dois fatores que determinam o impacto que um gás do efeito estufa específico poderá causar no clima do planeta. O primeiro é seu fator de aquecimento global, ou seja, sua habilidade de absorver e depois liberar calor. O segundo fator é quantidade do gás presente na atmosfera. O gás carbônicocontribui comcerca de 60 % do total dosgasesestufa,sendoque outrosgasesproduzidospelasatividades humanastambémcontribuemparao efeitoestufa:metano(15%);CFCs(12%),óxidonitroso(5%),e Ozônio(8%).Alémde estarem maiorporcentagem,aconcentraçãodo gás carbônicovemaumentandorapidamentenasúltimasdécadas. industrializados e usamos carros ou ônibus para nos locomover. Um norte americano ou europeu, em média, é responsável pela emissão de 5 toneladas de CO2 por ano, enquanto que em países não industrializados, essa média cai para 0,5 tonelada. Portanto, para contribuir menos para o efeito estufa basta consumir menos (reduzir o consumo!!). Mas como fazer isso numa sociedade com tantos apelos ao consumo? Para cada tonelada de papel reciclado, de 10 a 20 árvores são poupadas. Isso representa uma economia de recursos naturais, pois as árvores não cortadas continuam absorvendo CO2 pela fotossíntese, e se gasta a metade da energia para reciclar o papel que para produzi-lo pelo processo convencional. Uma latinha reciclada economiza em energia o equivalente ao consumo de
  9. 9. um televisor ligado por 3 horas. Veja que, quando falamos em economia de energia, isso representa uma economia de combustível que seria queimado pela indústria, que implica numa redução na emissão de gás carbônico para a atmosfera, que por sua vez implica numa diminuição do efeito estufa. O Brasil é o país que mais recicla as latas de alumínio (refrigerante, cerveja) no mundo, chegando a 96% em 2004. Exercícios 1. O que é energia radiante? 2. Falando relativamente, as ondas dealta frequência têm comprimentos deonda longos ou curtos? 3. Como a frequência da energia radiantese relaciona com a temperatura absoluta da fonteda radiação? 4. Uma vez que todos os objetos emitem energia para sua vizinhança, então por quesuas temperaturasnão diminuem continuamente? 5. O que determina seum objeto, em dado instante, será predominantementeum emissor ou um absorvedor? 6. Como funciona uma estufa deplantas? 7. Como a atmosfera terrestrepodeser comparada a uma estufa deplantas? 8. Qual seria a consequência dese eliminar completamenteo efeito estufa na Terra? 9. Num dia ensolarado, mas muito frio, vocêdispõe deum casaco preto e de um casaco de plástico transparente. Qual deles você deveria vestir para sesentir mais aquecido ao sair decasa? 10. Se a composição da atmosfera superior fossealterada demodo queuma maior quantidadederadiação terrestreescapasse, queefeito isso teria sobreo clima da Terra? 11. Nas chamadas "estufas", ondesão cultivadasas plantas, temosum envoltório devidro eum piso escurecido para manter uma temperatura média adequada à vida vegetal. O vidro usado nas estufas é A) totalmentetransparentea todas as faixas deradiação eletromagnética. B) praticamenteopaco às radiações defrequência inferior à da luz visível. C) praticamenteopaco às radiações defrequência superior à da luz visível. D) praticamenteopaco às radiações visíveis. 12. A respeito do efeito estufa, podemos afirmar que: A) provoca um decréscimo de18ºC na temperatura média da superfícieterrestre; B) comprometea existência da vida na Terra; C) tem como consequência o fato de a temperatura, em toda a superfícieterrestre, ser de 15ºC; D) é consequência da presença decertos gases na atmosfera quebloqueiam a passagem das radiações infravermelhas; E) não exerce nenhuma influência no clima ao longo da superfícieterrestre. O EFEITO ESTUFA E O CLIMA NA TERRA Introdução Toda semana nos deparamos com notícias veiculadas na imprensa sobre o gradativo aumento da temperatura da
  10. 10. Terra e suas prováveis consequências desastrosas, como a alteração do clima. O aquecimento global que é caracterizado pelo aumento da temperatura em nosso planeta tem requerido cada vez mais a atenção da comunidade científica. Acredita-se que essa elevação na temperatura esteja associada ao aumento da atividade humana, que faz uso indiscriminado dos combustíveis fósseis e de outros processos poluentes da atividade industrial. Ou seja, o aquecimento global tem como um dos seus principais componentes o aumento da emissão dos gases do feito estufa, principalmente o gás carbônico. Como funciona uma estufa de plantas? As estufas de plantas são estruturas físicas com paredes e telhados que costumam ser construídas de vidro ou de plástico, de modo a permitir que a radiação solar penetre no seu interior. O objetivo é reter a energia solar no seu interior, mantendo assim uma temperatura interna mais elevada que a temperatura ambiente. Essas estruturas variam de pequenos galpões a grandes edifícios. Por exemplo, o vidro nas estufas é transparente às ondas da luz visível, mas opaco às radiações ultravioleta e infravermelha. Com isso o vidro permite que os comprimentos de onda curta da luz visível do Sol atravessem o telhado e as paredes da estufa, que são absorvidos pelo solo e pelas plantas em seu interior. O solo e as plantas, por sua vez, emitem ondas de infravermelho, que têm comprimentos de onda longos. Essa energia não consegue atravessar o vidro para sair, o que aquece o interior da estufa. O balanço energético da Terra A temperatura de um sistema depende do balanço energético entre a energia recebida e a energia emitida pelo sistema. Se nosso planeta estivesse isolado no espaço, iria emitir radiação, perdendo energia térmica e resfriando-se. Como estamos perto do Sol, o que a Terra perde para o espaço é compensado pela radiação solar que é absorvida pelo nosso planeta. A superfície terrestre se comporta aproximadamente como um bom absorvedor dessa energia e depois de aquecida devolve parte dessa energia. Mas como a temperatura da Terra é relativamente mais baixa, ela irradia a energia em baixas frequências – principalmente nos comprimentos de onda mais longos do infravermelho. Ao ficar em equilíbrio radiante com a radiação incidente acabaria por atingir uma temperatura média de 253 K (- 20°C). Ou seja, essa seria a temperatura média da Terra se não fossem alguns fatores atmosféricos que contribuem para que este valor seja maior. Dizemos que um corpo está em equilíbrio radiante quando emite a mesma quantidade de energia que absorve. Se um corpo estiver em equilíbrio radiante e possuir uma fonte de energia constante, como o Sol, por exemplo, sua temperatura será constante. O efeito estufa na Terra A temperatura da Terra aumenta quando aumenta a incidência de energia radiante ou quando diminui o escape da radiação terrestre. O efeito estufa nocivo é o aquecimento da atmosfera mais baixa, o efeito dos gases atmosféricos sobre o balanço entre a radiação solar e a radiação terrestre. Como 99,9% da atmosfera é constituída de nitrogênio, oxigênio e argônio, há muito pouco espaço para outros gases. Mas mesmo em pequenas proporções relativas, os gases carbônico, metano, óxido nitroso, clorofluorcarbonetos e ozônio têm um efeito significativo no clima do planeta Terra. Esses gases são conhecidos como os gases do efeito estufa nocivo. O vapor de água também desempenha um papel muito importante na regulação do clima de nosso planeta. Ele não se enquadra nos gases do efeito estufa nocivo propriamente dito porque a quantidade de água na atmosfera depende dos outros gases. Isto é, quanto maior a temperatura da atmosfera, maior a evaporação da água dos rios, oceanos e de outros reservatórios. Sendo assim, se a concentração dos gases de efeito estufa aumentar devido à ação do homem, o aumento do vapor de água da atmosfera será uma consequência disso.
  11. 11. Como sabemos, depois de aquecida a superfície terrestre emite comprimentos de ondas longos na faixa do infravermelho (radiação térmica). Se a atmosfera que recebe esta radiação térmica fosse composta de ar puro ela não absorveria tal radiação, deixando-a escapar para o espaço. Entretanto, as nuvens e os gases atmosféricos (principalmente o vapor de água e o gás carbônico) absorvem radiação térmica e voltam a emiti-la, devolvendo-a parcialmente à superfície terrestre. Este fenômeno compensa parcialmente perdas para o espaço, permitindo que a Terra tenha uma temperatura média de 14ºC. O efeito estufa é um processo natural e de vital importância para manter a vida na Terra, tal como a conhecemos. Basta observar que é graças a esse processo que nosso planeta encontra-se a uma temperatura 34ºC maior do que a temperatura prevista (-20ºC) no balanço energético da Terra sem o efeito estufa. O que podemos fazer para diminuir a emissão de CO2 para a atmosfera? Cada um de nós é responsável pela emissão de uma parcela de CO2 para a atmosfera, pois consumimos produtos industrializados e usamos carros ou ônibus para nos locomover. Um norte americano ou europeu, em média, é responsável pela emissão de 5 toneladas de CO2 por ano, enquanto que em países não industrializados, essa média cai para 0,5 tonelada. Portanto, para contribuir menos para o efeito estufa basta consumir menos (reduzir o consumo!!). Mas como fazer isso numa sociedade com tantos apelos ao consumo? Para cada tonelada de papel reciclado, de 10 a 20 árvores são poupadas. Isso representa uma economia de recursos naturais, pois as árvores não cortadas continuam absorvendo CO2 pela fotossíntese, e gasta-se a metade da energia para reciclar o papel que para produzi-lo pelo processo convencional. Uma latinha reciclada economiza em energia o equivalente ao consumo de um televisor ligado por 3 horas. Veja que, quando falamos em economia de energia, isso representa uma economia de combustível que seria queimado pela indústria, que implica numa redução na emissão de gás carbônico para a atmosfera, que por sua vez implica numa diminuição do efeito estufa. O Brasil é o país que mais recicla as latas de alumínio (refrigerante, cerveja) no mundo, chegando a 96% em 2004. Exercícios 1. O que é energia radiante? 2. Falando relativamente, as ondas de alta frequência têm comprimentos de onda longos ou curtos? 3. Como a frequência da energia radiante se relaciona com a temperatura absoluta da fonte da radiação? 4. Uma vez que todos os objetos emitem energia para sua vizinhança, então por que suas temperaturas não diminuem continuamente? 5. O que determina se um objeto, em dado instante, será predominantemente um emissor ou um absorvedor? 6. Qual seria a consequência de se eliminar completamente o efeito estufa na Terra? 7. Num dia ensolarado, mas muito frio você dispõe de um casaco preto e de um casaco de plástico transparente. Qual deles você deveria vestir para se sentir mais aquecido ao sair de casa? 8. Se a composição da atmosfera superior fosse alterada de modo que uma maior quantidade de radiação terrestre escapasse, que efeito isso teria sobre o clima da Terra? 9. Nas chamadas "estufas", onde são cultivadas as plantas, temos um envoltório de vidro e um piso escurecido para manter uma temperatura média adequada à vida vegetal. O vidro usado nas estufas é A) totalmente transparente a todas as faixas de radiação eletromagnética. B) praticamente opaco às radiações de frequência inferior à da luz visível. C) praticamente opaco às radiações de frequência superior à da luz visível. D) praticamente opaco às radiações visíveis.

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