sexta-feira, 6 de maio de 2011

O que a ciência conta sobre a origem do homem americano - Por onde chegaram


Como os hominídeos chegaram ao continente americano?




 A chegada do homem nas Américas 

Até os dias atuais as polêmicas sobre a ORIGEM, COMO, POR QUAL ROTA e principalmente QUANDO o homem teria chegado na América, ensejam acirrados debates dentro da comunidade científica. 

Existem várias teorias ou hipóteses, muitas sem nenhuma comprovação e até absurdas; outras sendo seriamente analisadas, como as descobertas de Raimundo Nonato, no Piauí; outras ainda quase derrubadas, a teoria de Clóvis; e outras praticamente aceitas, no caso da rota ter sido pelo Estreito de Bering. 

O fato é que ainda não se chegou a conclusão alguma e as questões expostas acima, revelam-se de ímpar importância, pois, além do reconhecimento internacional do cientista, caso ele chegue as soluções dos problemas levantados, o esclarecimento deles poderão iluminar os estudos das origens e do passado do Novo Mundo, aprofundando a capacidade de compreensão do desenvolvimento cultural humano do presente e do futuro, como também das crescentes crises sociais e ecológicas, não só da América, mas em todo o globo terrestre. 
Diante de tantas probabilidades e em vista da importância, exporemos a seguir as teoria ou hipóteses existentes. 

3. Teorias relacionas à origem 

a) A teoria de Florentino Ameghino, famoso paleontólogo, é que o homem americano teria se desenvolvido na América, calcado em inúmeras descobertas de ossos humanos, nas margens do Rio Frias, próximo a Buenos Aires, Argentina. Além, também, de carvão vegetal em abundância, terra tostada, ossos de animais pré-históricos que ostentavam estrias, sulcos e entalhaduras feitas pela ação humana. Encontrou também, pontas de flechas e facas de pedras, ossos pontiagudos e diversas ferramentas para afiar. Esses achados provariam a coabitação humana com os animais antediluvianos. Essa teoria, atualmente, é amplamente rejeitada, pois até o momento, não foram descobertos fósseis de antropóides superiores no continente, como também, em relação aos ossos humanos encontrados na época da formulação da teoria não se conhecia a técnica de datação pelo carbono-14. 

b) Outra teoria é a de Alis Hardilick ou teoria mongólica – o homem americano migrou para a América há cerca de 15.000 anos, através do Estreito de Bering. Esta teoria é negada por Paul Rivet, quando diz que o homem não é só de origem mongólica, mas oriundo da Polinésia e Austrália, isto é, o ameríndio possui origem múltipla, migrando através da Beríngia, como também das Ilhas do Pacífico, originando todos os povos americanos. Por sua vez, Salvador Canals Frau contesta a teoria de Paul Rivet, quando diz não existir esta passagem e sim ondas sucessivas de imigrações, devido ao fato da Sibéria e Alasca, ainda hoje, ser habitada pelos Esquimós. 

c) Um trabalho científico de dois geneticistas brasileiros, Sérgio Danilo Pena e Fabrício Santos, publicado na Revista Science em março de 1999, confirma o parentesco genético entre tribos de seis países americanos (Brasil, Peru, Argentina, Colômbia, México e Estados Unidos) e um pequeno povoado nas Montanhas Altai, localizado entre a Sibéria, Rússia e Mongólia. Este trabalho foi apresentado como prova irrefutável da origem asiática dos ameríndios, os quais penetraram pelo Estreito de Bering, comprovando a teoria de Alis Hardilick. 

d) Em 1972, o arqueólogo Knut Fladmark, da Universidade Simon Fraser em Vancouver, Canadá, afirmou que os primeiros americanos eram pescadores de embarcações precárias, originários da Polinésia, Ásia ou Austrália, vindos via Oceano Pacífico, através de uma longa cadeia de ilhas hoje desaparecidas. Para sustentar esta teoria, em setembro de 1998, descobriu-se no sul do Peru, dois acampamentos de povos marítimos desconhecidos: Quebrada Jaguay com 11.100 anos e seus moradores comiam mariscos e peixes; e os de Quebrada Tacahuay, mais ao sul de idade datada de 10.700 anos, os quais alimentavam-se de peixes e pássaros marinhos como os cormorões.


e) O arqueólogo Walter Neves da Universidade de São Paulo e seu parceiro de pesquisa, Héctor Pucciarelli formularam uma hipótese, a qual milhares de anos antes da escravidão negra, já poderia haver africanos na América. Baseou-se na análise de detalhes anatômicos de centenas de ossos de índios no Brasil, Chile e Colômbia. As medidas quase sempre coincidem com as de atuais povos do Extremo Oriente. No entanto, os crânios mais antigos, apresentam traços africanos, parecidos com os aborígenes da Austrália. Um deles, o de uma mulher encontrada em Lagoa Santa, Minas Gerais, com 11.500 anos de idade, segundo datação realizada em 1998 é o crânio mais velho das Américas, cognominada de Luzia, que fazia parte do grupo dos “homens de Lagoa Santa”, os quais se alimentavam de mais vegetais, através da coleta, do que da caça. A medição dos ossos de Luzia revelaram um queixo proeminente, um crânio estreito e longo e faces estreitas e curtas. 

Tempo Histórico e Tempo Cronológico - O que é ?


O tempo cronológico e o tempo histórico



O tempo é uma questão fundamental para a nossa existência. Inicialmente, os primeiros homens a habitarem a terra determinaram a contagem desse item por meio da constante observação dos fenômenos naturais. Dessa forma, as primeiras referências de contagem do tempo estipulavam que o dia e a noite, as fases da lua, a posição de outros astros, a variação das marés ou o crescimento dascolheitas pudessem metrificar “o quanto de tempo” se passou. Na verdade, os critérios para essa operação são diversos.

Não sendo apenas baseada em uma percepção da realidade material, a forma com a qual o homem conta o tempo também pode ser visivelmente influenciada pela maneira com que a vida é compreendida. Em algumas civilizações, a ideia de que houve um início em que o mundo e o tempo se conceberam juntamente vem seguida pela terrível expectativa de que, algum dia, esses dois itens alcancem seu fim. Já outros povos entendem que o início e o fim dos tempos se repetem através de uma compreensão cíclica da existência.

Apesar de ser um referencial de suma importância para que o homem se situe, a contagem do tempo não é o principal foco de interesse da História. Em outras palavras, isso quer dizer que os historiadores não têm interesse pelo tempo cronológico, contado nos calendários, pois sua passagem não determinaas mudanças e acontecimentos (os tais fatos históricos) que tanto chamam a atenção desse tipo de estudioso. Dessa maneira, se esse não é o tipo de tempo trabalhado pela História, que tempo tal ciência utiliza?

O tempo empregado pelos historiadores é o chamado “tempo histórico”, que possui uma importante diferença do tempo cronológico. Enquanto os calendários trabalham com constantes e medidas exatas e proporcionais de tempo, a organização feita pela ciência histórica leva em consideração os eventos de curta e longa duração. Dessa forma, o historiador se utiliza das formas de se organizar a sociedade para dizer que um determinado tempo se diferencia do outro.

Seguindo essa lógica de pensamento, o tempo histórico pode considerar que a Idade Média dure praticamente um milênio, enquanto a Idade Moderna se estenda por apenas quatro séculos. O referencial empregado pelo historiador trabalha com as modificações que as sociedades promovem na sua organização, no desenvolvimento das relações políticas, no comportamento das práticas econômicas e em outras ações e gestos que marcam a história de um povo.

Além disso, o historiador pode ainda admitir que a passagem de certo período histórico para outro ainda seja marcado por permanências que apontam certos hábitos do passado, no presente de uma sociedade. Com isso, podemos ver que a História não admite uma compreensão rígida do tempo, onde a Idade Moderna, por exemplo, seja radicalmente diferente da Idade Média. Nessa ciência, as mudanças nunca conseguem varrer definitivamente as marcas oferecidas pelo passado.

Mesmo parecendo que tempo histórico e tempo cronológico sejam cercados por várias diferenças, o historiador utiliza a cronologia do tempo para organizar as narrativas que constrói. Ao mesmo tempo, se o tempo cronológico pode ser organizado por referenciais variados, o tempo histórico também pode variar de acordo com a sociedade e os critérios que sejam relevantes para o estudioso do passado. Sendo assim, ambos têm grande importância para que o homem organize sua existência.

Fatores e elementos climáticos - Umidade do ar e Precipitações


Pressão atmosférica, massas de ar, precipitação e ventos


O mais importante para o entendimento da pressão atmosférica é o conhecimento nas variações que ela está sujeita sob o efeito de diversos fatores.
Basicamente quase todas a variáveis meteorológicas estão vinculadas a pressão atmosférica, e isso iremos acompanhando  a seguir.

De qualquer maneira deve-se ter em mente que a pressão média ao nível do mar situa-se em torno de 1013 Milibar(Mb) ou Hectopascal (hPa), essas são as unidades de medidas mais utilizadas hoje em dia no mundo. Os instrumentos utilizados para determinar a pressão atmosférica chamam-se barômetro ou barógrafo.

Diante disso quando temos uma pressão atmosférica superior a 1013 Mb ou hPa (alta pressão ou anticiclone) é por que o ar está mais pesado, descendo, conseqüentemente mais frio e seco e nos dá uma boa pista para dizermos que poderemos ter um tempo bom e/ou frio.  Se a pressão atmosférica estiver com valor abaixo de 1013 Mb ou hPa (baixa pressão ou ciclone) é porque o ar está mais  leve, se ele está mais leve, ele subirá, subindo leva o calor e umidade que se transformarão em nuvens e mais tarde em chuva, assim sendo o tempo poderá ser ruim e/ou quente.


MASSAS DE AR 


Uma massa de ar pode ser definida como sendo uma grande porção de ar, de grande espessura, que apresenta uma certa homogeneidade horizontal. Apresenta propriedades físicas quase uniformes ao mesmo nível, principalmente no que concerne à temperatura e umidade. As massas de ar se formam sobre grandes áreas uniformes de terra ou de água, sobre as quais a circulação do vento se faz fracamente. Sob tais condições, o ar próximo à superfície vai, de modos graduais, adquirindo características uniformes que se aproximam daquelas da superfície, enquanto que o ar superior vai se ajustando às condições de temperatura e umidade da superfície. Os principais processos que permitem esse ajustamento são a radiação, a convecção vertical, a turbulência e o movimento horizontal (advecção).

As massas de ar são, eventualmente, carregadas na circulação geral para longe de suas regiões de origem, na direção de outras partes do mundo. Dessa forma, o ar tropical, quente e úmido, é transportado na direção norte, enquanto que ar polar, frio e seco se desloca para o sul. À medida que as massas de ar se deslocam, tendem a reter usas propriedades, principalmente em altitude. As camadas da superfície modificam-se, em função das superfícies sobre as quais se deslocam. Quando duas massas de ar, de regiões de origem diferentes, se encontram, elas tendem a preservar suas identidades físicas, em vez de se misturarem livremente. Como conseqüência disso, elas criam "frentes" ou "descontinuidades", ao longo da zona limítrofe. Quando uma frente cruza uma certa região, ocorre, nesta região, uma variação brusca nas propriedades do ar, devida à substituição de um ar pelo outro. É ao longo dessas frentes que ocorrem as principais variações do tempo. A distribuição de temperatura e umidade nas massas de ar exerce efeito de grande importância sobre o tempo.


Classificação das Massas de Ar:

Com referência à latitude de origem as massas de ar são divididas em quatro tipos: (A) árticas, (P) polares, (T) tropicais e (E) equatoriais. As diferenças entre os ares polar e ártico, e entre os ares tropical e equatorial são pequenas e de pouca significação.

Os tipos de massas de ar são subdivididos, com referência à natureza das superfícies sobre as quais elas se originam, em: continental (c) se massa de ar forma-se sobre a terra, e marítima (m) se a massa de ar origina-se sobre o mar.

Partindo-se das observações à superfícies pode-se classificar as massas de ar como: quentes (w) e frias (k), significando, respectivamente , serem mais quentes ou frias que a superfície com a qual estão mantendo contato.


TEMPERATURA


A  temperatura é determinada por meio de graus, que podem ser  Celsius  (° C) e Fahrenheit (F), sendo que  primeira forma é a mais utilizada. Utiliza-se o termômetro de mercúrio e de álcool e o termógrafo.

Aqui novamente a  pressão atmosférica está  influenciando nas variações.
Quanto  mais alta a pressão maiores as condições de frio e quanto mais baixa a pressão maiores as condições de calor, sempre respeitando as regras colocadas na introdução.


PRECIPITAÇÃO


O  termo precipitação se refere a queda de umidade ao solo na forma de líquido (chuvisco, garoa, chuva)  ou de sólido (neve, granizo), mas a  forma mais comum entre nós é a chuva e também a mais importante para o desenvolvimento da vida.

Aqui também se faz presente a atuação da pressão atmosférica, pois se temos baixa pressão (calor) e umidade, o ar e umidade  subirão por evaporação, esse ar aquecido ao chegar ao alto irá se condensar e se transformar em nuvens e que mais tarde  poderão ser nuvens de chuva que precipitará.

A unidade mais utilizada para a chuva é o milímetro (mm) e isso quer dizer que um milímetro (mm) de chuva corresponde a um litro de água precipitada por metro quadrado de área do solo. Os instrumentos utilizados são o pluviômetro e o pluviógrafo.


VENTO


O vento está intimamente associado as variações da pressão atmosférica, vejamos. Se o ar mais quente (baixa pressão) sobe, o ar mais frio (alta pressão) desce e  virá para ocupar o lugar do ar que subiu. A estes movimentos verticais se originam os movimentos horizontais e que  simplesmente  chamamos de vento.

Assim sendo, quanto maior for à diferença da pressão atmosférica para um determinado ponto mais intenso deverá ser o vento que atuará sobre este ponto.

As unidades mais usadas para a determinação da velocidade do vento são o quilômetro por hora, metro por segundo e nó por hora e a direção é dada pela rosa dos ventos (Norte, Sul, Leste e Oeste) ou em graus de 0 a 360. Os instrumentos utilizados são o anemômetro ou barógrafo.


MONÇÕES



O aquecimento e arrefecimento sazonais de vastas regiões continentais temem como conseqüência a inversão das correntes atmosféricas, as quais se dirigem de terra para o mar na estação mais fria, e invertendo o sentido do seu deslocamento, passando a soprar do mar para terra, na estação quente. As monções podem ser de verão ou de sudoeste e de inverno ou de nordeste. 

Fatores e elementos climáticos - Pressão Atmosférica e Ventos


A pressão atmosférica e os ventos - Brasil

A pressão atmosférica e os ventos - Brasil
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Sabemos que a pressão atmosférica varia com a altitude e com a temperatura. Essas variações e diferenças na pressão atmosférica determinam, ao longo do ano, os centros de altas e de baixas pressões e, conseqüentemente, a circulação atmosférica, com alguns ventos importantes.

Nossa atmosfera é agitada, constantemente, pêlos alísios. Tais ventos regulares provocam chuvas ora na Região Norte, ora na Zona da Mata do Nordeste e, por vezes, na Região Centro-Oeste.

As brisas, ventos periódicos que ocorrem nos litorais, são frequentes ao longo de toda a nossa extensa orla litorânea.
A atmosfera brasileira é agitada ainda por outros ventos, locais e variáveis, tais como:
• o minuano ou pampeiro, vento local frio, que castiga o Rio Grande do Sul, nos meses de inverno;
• o noroeste, vento quente procedente do Centro-Oeste, que "varre" o Estado de São Paulo, principalmente no inverno (agosto), provocando chuvas e alguns acidentes, como destelhamentos de casas e de barracões.
Considerando apenas as capitais brasileiras, as de maiores pressões atmosféricas são Rio de Janeiro e Florianópolis, ambas com mais de 1 014 milibares. Brasília, devido a sua maior altitude, é a capital de menor pressão atmosférica no Brasil, com apenas 887 mb.

Fatores e elementos climáticos - Latitude


Latitude


Coordenadas geográficas na esfera.
Latitude geodésica no elipsoide.
Latitude é a coordenada geográfica ou geodésica definida na esfera, no elipsóide de referência ou na superfície terrestre, que é o ângulo entre o plano do equador e a normal à superfície de referência. A latitude mede-se para norte e para sul do equador, entre 90º sul, no Pólo Sul (ou pólo antártico) (negativa), e 90º norte, no Pólo Norte (ou pólo ártico) (positiva). A latitude no equador é igual a 0º. O modo como a latitude é definida depende da superfície de referência utilizada:
  • Num modelo esférico da Terra, a latitude de um lugar é o ângulo que o raio que passa por esse lugar faz com o plano do equador. Uma vez que o raio de curvatura da esfera é constante, esta quantidade é também igual à medida angular do arco de meridiano entre o equador e o lugar.
  • Num modelo elipsoidal da Terra, a latitude de um lugar (latitude geodésica) é o ângulo que a normal ao elipsóide nesse lugar faz com o plano do equador. Ao contrário do que acontece com o modelo esférico da Terra, as normais ao elipsóide nos vários lugares não são todas concorrentes no centro da Terra. Por outro lado, e devido ao facto de os meridianos não serem circunferências, mas sim elipses, a latitude não pode ser confundida, como na esfera, com a medida angular do arco de meridiano entre o equador e o lugar. As latitudes dos lugares representados nos mapas são latitudes geodésicas.
  • À superfície da Terra, a latitude pode também ser definida como o ângulo entre a vertical do lugar (isto é, a direcção do fio-de-prumo) e o plano do equador. Uma vez que a vertical do lugar não coincide geralmente com a normal ao elipsóide de referência nesse lugar, esta modalidade de latitude (latitude astronómica ou natural) é geralmente diferente da latitude assinalada nos mapas, a latitude geodésica. Muito antes de a forma e dimensões da Terra serem conhecidas com exactidão, já a latitude astronómica era determinada através da observação dos astros, utilizando quadrantesastrolábios e balestilhas.

Fatores e elementos climáticos - Altitude


Altitude



Everest-fromKalarPatar.jpg
Picos mais altos de cada um dos sete continentes
Monte Everest - 8 844 m (Ásia)
Aconcágua - 6 962 m (América do Sul)
Monte McKinley (Denali) - 6 194 m (América do Norte)
Kilimanjaro - 5 892 m (África)
Monte Elbrus - 5 642 m (Europa)
Maciço Vinson - 4 892 m (Antártica)
Monte Kosciuszko - 2 228 m ou
Pirâmide Carstensz - 4 884 m (Oceania)
Altitude de um ponto na Terra é a distância medida na vertical entre o nível médio das águas do mar e esse mesmo ponto. Neste sentido, entende-se como altitude ortométrica.
Não deve ser confundida com a altitude elipsoidal, que é a distância de um ponto a um elipsoidede referência. Por exemplo, um receptor de um Sistema de Posicionamento Global indica uma altitude elipsoidal. A altitude influi na temperatura de um local, pois, a cada 200 metros de altitude, aproximadamente, a temperatura diminui um grau Celsius.
A temperatura diminui 6 °C/km à medida que aumenta a altitude (gradiente térmico).


Altitude de alguns municípios do Brasil

Altitude de algumas cidades do mundo

GPS com bússola e altímetro, indicador de altitude elipsoida

Fatores e elementos climáticos - Rotação da Terra


Rotação da Terra



rotação da Terra é o movimento giratório que a Terra realiza ao redor do seu eixo, no sentido anti-horário, para um referencial observando o planeta do espaço sideral sobre o pólo Norte. A duração do dia - tempo que leva para girar 360 graus (uma volta completa) - é de 23 horas, 56 minutos, 4 segundos e 9 centésimos (23h 56min 4,09s), em relação às estrelas fixas. Em relação ao Sol, o tempo de rotação é de 24 h.
Movimento de rotação da Terra, com o eixo da Terra, os pólos Norte e Sul e o equador. A metade de cima, na figura, é o hemisfério Norte e metade de baixo é o hemisfério Sul.
A translação consiste no avanço do centro da Terra ao longo de uma curva fechada em redor do Sol. Dizemos que descreve uma órbita (ou trajectória). Essa órbita parece circular mas, em rigor, é uma curva chamada elipse. Esse movimento dá-se com a velocidade de trinta quilómetros por segundo: isto significa que, em cada segundo, a Terra anda 30 quilómetros. Durante a translação, o eixo de rotação da Terra faz um ângulo de 23º com o plano da órbita da Terra.
A velocidade de rotação da Terra pode ser medida a partir de experimentos simples que utilizam materiais de baixo custo.
Supõe-se que o primeiro cientista a propor que a Terra possui movimento de rotação e de translação foi Aristarco de Samos, que, por estas teorias, foi acusado de impiedade.
Diógenes Laércio, porém, atribui esta hipótese a Filolau de Crotona ou a Hicetas de Siracusa.

Fatores e elementos climáticos - Temperatura Atmosférica


A ATMOSFERA
        A atmosfera é uma camada relativamente fina de gases e material particulado (aerossóis) que envolve a Terra. De fato, 99% da massa da atmosfera está contida numa camada de ~0,25% do diâmetro da Terra (~32 km). Esta camada é essencial para a vida e o funcionamento ordenado dos processos físicos e biológicos sobre a Terra. A atmosfera protege os organismos da exposição a níveis arriscados de radiação ultravioleta, contém os gases necessários para os processos vitais de respiração celular e fotossíntese e fornece a água necessária para a vida.

Fig. 1.1 Composição do ar seco
        a) Composição da Atmosfera
        A composição do ar não é constante nem no tempo, nem no espaço. Contudo se removêssemos as partículas suspensas, vapor d'água e certos gases variáveis, presentes em pequenas quantidades, encontraríamos uma composição muito estável sobre a Terra, até uma altitude de ~ 80 km (Fig. 1.1 e Tab. 1.1).

 Gás
Porcentagem 
Partes por Milhão
Nitrogênio
78,08
780.000,0
Oxigênio
20,95
209.460,0
Argônio
0,93
9.340,0
Dióxido de carbono
0,035
350,0
Neônio
0,0018
18,0
Hélio
0,00052
5,2
Metano
0,00014
1,4
Kriptônio
0,00010
1,0
Óxido nitroso
0,00005
0,5
Hidrogênio
0,00005
0,5
Ozônio
0,000007
0,07
Xenônio
0,000009
0,09

Tabela 1.1 Principais gases do ar seco
        O nitrogênio e o oxigênio ocupam até 99% do volume do ar seco e limpo. A maior parte do restante 1% é ocupado pelo gás inerte argônio. Embora estes elementos sejam abundantes eles tem pouca influência sobre os fenômenos do tempo. A importância de um gás ou aerossol atmosférico não está relacionado a sua abundância relativa. Por exemplo, o dióxido de carbono, o vapor d'água, o ozônio e os aerossóis ocorrem em pequenas concentrações mas são importantes para os fenômenos meteorológicos ou para a vida.
        Embora constitua apenas 0,03% da atmosfera, o dióxido de carbono é essencial para a fotossíntese:
        Por ser um eficiente absorvedor de energia radiante (de onda longa) emitida pela Terra, ele influencia o fluxo de energia através da atmosfera, fazendo com que a baixa atmosfera retenha o calor, tornando a Terra própria à vida. O percentual de dióxido de carbono vem crescendo devido à queima de combustíveis fósseis tais como o carvão, petróleo e gás natural. Muito do dióxido de carbono adicional é absorvido pelas águas dos oceanos ou usado pelas plantas mas em torno de 50% permanece no ar. Projeções indicam que na 2ª metade do próximo século os níveis de  serão o dobro do que eram no início do século 20. Embora o impacto deste crescimento seja difícil de prever, acredita-se que ele trará um aquecimento na baixa troposfera e portanto produzirá mudanças climáticas globais.
        O vapor d'água é um dos mais variáveis gases na atmosfera e também tem pequena participação relativa. Nos trópicos úmidos e quentes constitui não mais que 4% do volume da baixa atmosfera, enquanto sobre os desertos e regiões polares pode constituir uma pequena fração de 1%. Contudo, sem vapor d'água não há nuvens, chuva ou neve. Além disso, o vapor d'água também tem grande capacidade de absorção, tanto da energia radiante emitida pela Terra (em ondas longas), como também de alguma energia solar. Portanto, junto com o , o vapor d'água atua como uma manta para reter calor na baixa atmosfera. Como a água é a única substância que pode existir nos 3 estados (sólido, líquido e gasoso) nas temperaturas e pressões existentes normalmente sobre a Terra, suas mudanças de estado absorvem ou liberam calor latente. Desta maneira, calor absorvido em uma região é transportado por ventos para outros locais e liberado. O calor latente liberado, por sua vez, fornece a energia que alimenta tempestades ou modificações na circulação atmosférica.
        O ozônio, a forma triatômica do oxigênio (), é diferente do oxigênio que respiramos, que é diatômico (). Ele tem presença relativamente pequena e distribuição não uniforme, concentrando-se entre 10 e 50 km (e em quantidades bem menores, no ar poluído de cidades), com um pico em torno de 25 km. Sua distribuição varia também com a latitude, estação do ano, horário e padrões de tempo, podendo estar ligada a erupções vulcânicas e atividade solar. A formação do ozônio na camada entre 10-50 km é resultado de uma série de processos que envolvem a absorção de radiação solar. Moléculas de oxigênio () são dissociadas em átomos de oxigênio após absorverem radiação solar de ondas curtas (ultravioleta). O ozônio é formado quando um átomo de oxigênio colide com uma molécula de oxigênio em presença de uma 3ª molécula que permite a reação mas não é consumida no processo . A concentração do ozônio nesta camada deve-se provavelmente a dois fatores:
(1) a disponibilidade de energia ultravioleta e(2) a densidade da atmosfera é suficiente para permitir as colisões necessárias entre oxigênio molecular e oxigênio atômico.        A presença do ozônio é vital devido a sua capacidade de absorver a radiação ultravioleta do sol na reação de fotodissociação . O átomo livre recombina-se novamente para formar outra molécula de ozônio, liberando calor. Na ausência da camada de ozônio a radiação ultravioleta seria letal para a vida. Desde os anos 70 tem havido contínua preocupação de que uma redução na camada de ozônio na atmosfera possa estar ocorrendo por interferência humana. Acredita-se que o maior impacto é causado por um grupo de produtos químicos conhecido por clorofluorcarbonos (CFCs). CFCs são usados como propelentes em 'sprays' aerosol, na produção de certos plásticos e em equipamentos de refrigeração e condicionamento de ar. Como os CFCs são praticamente inertes (não quimicamente ativos) na baixa atmosfera, uma parte deles eventualmente atinge a camada de ozônio, onde a radiação solar os separa em seus átomos constituintes. Os átomos de cloro assim liberados, através de uma série de reações acabam convertendo parte do ozônio em oxigênio. A redução do ozônio aumentaria o número de casos de certos tipos de câncer de pele e afetaria negativamente colheitas e ecossistemas.        Além de gases, a atmosfera terrestre contém pequenas partículas, líquidas e sólidas, chamadas aerossóis. Alguns aerossóis - gotículas de água e cristais de gelo - são visíveis em forma de nuvens. A maior concentração é encontrada na baixa atmosfera, próximo a sua fonte principal, a superfície da Terra. Eles podem originar-se de incêndios florestais, erosão do solo pelo vento, cristais de sal marinho dispersos pelas ondas que se quebram, emissões vulcânicas e de atividades agrícolas e industriais. Alguns aerossóis podem originar-se na parte superior da atmosfera, como a poeira dos meteoros que se desintegram. Embora a concentração dos aerossóis seja relativamente pequena, eles participam de processos meteorológicos importantes. Em 1° lugar, alguns aerossóis agem como núcleos de condensação para o vapor d'água e são importantes para a formação de nevoeiros, nuvens e precipitação. Em 2° lugar, alguns podem absorver ou refletir a radiação solar incidente, influenciando a temperatura. Assim, quando ocorrem erupções vulcânicas com expressiva liberação de poeira, a radiação solar que atinge a superfície da Terra pode ser sensivelmente alterada. Em 3° lugar, a poeira no ar contribui para um fenômeno ótico conhecido: as várias tonalidades de vermelho e laranja no nascer e pôr-do-sol.
        b) Estrutura Vertical da Atmosfera
        b.1) Perfis Verticais de Pressão e Densidade

Fig. 1.2 Perfil vertical médio da pressão do ar
        Sabemos que o ar é compressível, isto é, seu volume e sua densidade são variáveis. A força da gravidade comprime a atmosfera de modo que a máxima densidade do ar (massa por unidade de volume) ocorre na superfície da Terra. O decréscimo da densidade do ar com a altura é bastante rápido (decréscimo exponencial) de modo que na altitude de ~5,6 km a densidade já é a metade da densidade ao nível do mar e em ~16 km já é de apenas 10% deste valor e em ~32 km apenas 1%.
        O rápido decréscimo da densidade do ar significa também um rápido declínio da pressão do ar com a altitude. A pressão da atmosfera numa determinada altitude é simplesmente o peso da coluna de ar com área de seção reta unitária, situada acima daquela altitude. No nível do mar a pressão média é de ou , que corresponde a um peso de 1kg de ar em cada . O perfil vertical médio da pressão do ar é mostrado na Fig. 1.2. O decréscimo da densidade do ar segue uma curva semelhante. Não é possível determinar onde termina a atmosfera, pois os gases se difundem gradualmente no vazio do espaço.
        Quando estudarmos a pressão atmosférica, discutiremos uma interpretação física da Fig. 1.2.
        b.2) Perfil Vertical de Temperatura

Fig. 1.3 - Perfil vertical médio de temperatura na atmosfera
        Por conveniência de estudo a atmosfera é usualmente subdividida em camadas concêntricas, de acordo com o perfil vertical médio de temperatura (Fig. 1.3).
        A camada inferior, onde a temperatura decresce com a altitude, é a troposfera, que se estende a uma altitude média de 12 km (~ 20 km no equador e ~ 8 km nos pólos). Nesta camada a taxa de variação vertical da temperatura tem valor médio de 6,5°C/km. Esta taxa na realidade, é bastante variável. De fato, algumas vezes a temperatura cresce em finas camadas, caracterizando uma inversão de temperatura. A troposfera é o principal domínio de estudo dos meteorologistas, pois é nesta camada que ocorrem essencialmente todos os fenômenos que em conjunto caracterizam o tempo. Na troposfera as propriedades atmosféricas são facilmente transferidas por turbulência de grande escala e mistura. O seu limite superior é conhecido como tropopausa.
        A camada seguinte, a estratosfera ,se estende até ~50 km. Inicialmente, por uns 20 km, a temperatura permanece quase constante e depois cresce até o topo da estratosfera, a estratopausa. Temperaturas mais altas ocorrem na estratosfera porque é nesta camada que o ozônio está concentrado. Conforme mencionamos, o ozônio absorve radiação ultravioleta do sol. Consequentemente, a estratosfera é aquecida.
        Na mesosfera a temperatura novamente decresce com a altura, até a mesopausa, que está em torno de 80 km, onde atinge ~ -90°C. Acima da mesopausa, e sem limite superior definido, está a termosfera, onde a temperatura é inicialmente isotérmica e depois cresce rapidamente com a altitude, como resultado da absorção de ondas muito curtas da radiação solar por átomos de oxigênio e nitrogênio. Embora as temperaturas atinjam valores muito altos, estas temperaturas não são exatamente comparáveis àquelas experimentadas próximo a superfície da Terra. Temperaturas são definidas em termos da velocidade média das moléculas. Como as moléculas dos gases da termosfera se movem com velocidades muito altas, a temperatura é obviamente alta. Contudo, a densidade é tão pequena que muito poucas destas moléculas velozes colidiriam com um corpo estranho; portanto, só uma quantidade insignificante de energia seria transferida. Portanto, a temperatura de um satélite em órbita seria determinada principalmente pela quantidade de radiação solar que ele absorve e não pela temperatura do ar circundante.
        Os perfis verticais de pressão e temperatura do ar (Figs. 1.2 e 1.3) aqui apresentados são baseados na atmosfera padrão, um modelo da atmosfera real. Representa o estado da atmosfera numa média para todas as latitudes e estações. Ela apresenta valores fixos da temperatura e pressão do ar ao nível do mar (15°C e 1013,25mb) e perfis verticais fixos de temperatura e pressão.
        c) A Ionosfera
        Entre as altitudes de 80 a 900 km (na termosfera) há uma camada com concentração relativamente alta de íons, aionosfera. Nesta camada a radiação solar de alta energia de ondas curtas (raios X e radiação ultravioleta) tira elétrons de moléculas e átomos de nitrogênio e oxigênio, deixando elétrons livres e íons positivos. A maior densidade de íons ocorre próximo a 300 km. A concentração de íons é pequena abaixo de 80 km porque nestas regiões muito da radiação de ondas curtas necessária para ionização já foi esgotada. Acima de ~400 km a concentração é pequena por causa da extremamente pequena densidade do ar, possibilitando a produção de poucos íons.
        A estrutura da ionosfera consiste de 3 camadas de densidade variável de íons: as camadas D, E e F, com altitude e densidade de íons crescente. Como a produção de íons requer a radiação solar direta, a concentração de íons diminui do dia para a noite, particularmente nas camadas D e E, onde os elétrons se recombinam com íons positivos durante a noite. A taxa de recombinação depende da densidade do ar, isto é, quanto mais denso o ar maior a probabilidade de colisão e recombinação das partículas. Assim, a camada D desaparece à noite, a camada E se enfraquece consideravelmente, mas a camada F continua presente à noite, embora enfraquecida, pois a densidade nesta camada é muito pequena.
        A ionosfera tem pequeno impacto sobre o tempo, mas tem grande influência sobre a transmissão de ondas de rádio na banda AM. Durante o dia as ondas de rádio tendem a ser absorvidas nas dois camadas mais baixas, especialmente na camada D. A camada F reflete as ondas de rádio durante o dia e a noite. Contudo , mesmo que as ondas consigam atravessar as camadas D e E e ser refletidas na camada F, elas serão absorvidas no seu caminho de volta para a Terra. À noite, contudo, a camada absorvedora D desaparece e as ondas podem atingir a camada F mais facilmente e ser refletidas para a superfície da Terra. Isto explica porque à noite os sinais de rádio atingem grandes distâncias sobre a Terra (Fig. 1.4).

Fig. 1.4 - Influência da Ionosfera sobre a transmissão de ondas de rádio.
        Na ionosfera ocorre também o fenômeno da aurora boreal (no Hemisfério Norte) ou austral (no Hemisfério Sul). As auroras estão relacionadas com o vento solar , um fluxo de partículas carregadas, prótons e elétrons, emanadas do sol com alta energia. quando estas partículas se aproximam da Terra, elas são capturadas pelo campo magnético da Terra. Sob a ação da força exercida pelo campo magnético sobre cargas em movimento (), elas descrevem trajetórias espiraladas ao longo das linhas de indução  do campo magnético terrestre, movendo-se para frente e para trás entre os pólos magnéticos sul e norte, onde são "refletidas" devido ao aumento do campo magnético. Estes elétrons e prótons aprisionados constituem os chamados "cinturões radioativos de Van Allen". Algumas partículas acompanham o campo magnético da Terra em direção aos pólos geomagnéticos, penetrando na ionosfera, onde colidem com átomos e moléculas de oxigênio e nitrogênio, que são temporariamente energizados. Quando estes átomos e moléculas retornam do seu estado energético excitado, eles emitem energia na forma de luz, o que constitui as auroras. As zonas de maior ocorrência das auroras situam-se em torno de 20-30° ao redor dos pólos geomagnéticos (76°N, 102°W; 68°S, 145°E). A atividade auroral varia com a atividade do sol. Quando o sol está calmo, a zona auroral diminui; quando o sol está ativo (com explosões solares), intensificando o vento solar, a zona auroral se expande em direção ao equador.
        No próximo capítulo o maior objetivo é examinar a força motora do tempo. Para isto, é necessária a compreensão do fornecimento de energia pelo Sol e das conversões de energia na atmosfera.