Biología

Transferência de energia no interior, atmosfera e oceano da Terra

Transferência de energia em pequena escala

Atmosfera e Oceano

Você já sentiu a brisa do mar na praia durante o dia? Tenho certeza de que você também sentiu a areia quente sob seus pés e o calor dos raios do sol ao se bronzear.

Nesse caso, você experimentou todos os três processos de transferência de calor: convecção, condução e radiação. Esses processos são os três modos básicos de transporte de calor na física do sistema terrestre.

Assim que um objeto, como os pés, faz contato com o solo mais quente abaixo, ocorre a transferência de calor. A transferência de energia pelo contato físico de um objeto mais quente com um objeto mais frio, e por meio de moléculas vibratórias, é conhecida como condução . Isso geralmente ocorre antes que a convecção ocorra se um objeto ou meio mais quente entrar em contato com um objeto mais frio.

A convecção é um processo macroscópico ou que envolve a movimentação de um fluido ou ar, como em nosso exemplo da brisa do mar. A ocorrência da brisa do mar se deve principalmente à diferença na capacidade térmica da água ou do oceano em relação à terra. A capacidade de calor é a habilidade de um objeto de reter calor. A água tem uma capacidade de calor superior à da terra, por isso leva mais tempo para a temperatura da água mudar.

Com o Sol brilhando durante o dia, a terra aquece mais rápido do que o oceano e, portanto, o ar é mais quente acima da terra em comparação com o oceano. Como resultado, um sistema de baixa pressão sobre a terra e um sistema de alta pressão sobre o oceano se desenvolvem. Isso cria um desequilíbrio de pressão com o fluxo de ar que sopra do sistema de alta pressão (oceano) para o sistema de baixa pressão (terra). Este é o processo de convecção e é um caso especial denominado brisa do mar diurna que podemos sentir em um dia de sol forte na praia. Também podemos chamar este processo que ocorre durante uma corrente de convecção da brisa do mar .

Usando o mesmo exemplo de nossos dias na praia, o terceiro processo chamado radiação ocorre quando podemos nos sentir desconfortáveis ​​deitar na areia muito quente para pegar um bronzeado. Como a superfície da areia esquenta o dia todo com os raios do Sol, o calor na forma de radiação infravermelha é emitido da superfície.

Transferência de energia em grande escala

Atmosfera e Oceano

Do nosso exemplo da brisa do mar, existe um forte acoplamento entre a atmosfera e o oceano através da ligação da diferença de temperatura da terra e do oceano com o ar circundante. Em uma escala muito maior, ou que envolva todo o oceano ou sistema terrestre, podemos estender essa brisa do mar em escala menor a um fenômeno climático conhecido como El Niño. Um El Niño ocorre quando a água esquenta no Oceano Pacífico na costa da América do Sul.


O El Nino de 1997-98.
El Nino

Lembre-se de como, em nosso exemplo da brisa do mar, o vento sopra do ar mais frio sobre o oceano para o ar mais quente sobre a terra. A mesma situação ocorre durante um El Niño com ventos soprando do oceano mais frio no Pacífico ocidental para o oceano mais quente no Pacífico tropical central e oriental. Este evento pode durar um ano ou até mais e pode ocorrer a cada dois a sete anos. É conhecido por afetar os padrões do clima e do oceano em todo o mundo.

Para entender como ocorre a transferência de calor por radiação em grande escala, podemos pensar no Sol como um grande condutor de todos os processos da Terra. Um exemplo disso é quando a radiação que chega foi refletida da superfície ou nuvens na atmosfera e é então emitida da superfície como radiação infravermelha, como vimos na praia, ou é re-irradiada de volta para a superfície a partir da as nuvens.

Esta irradiação é um dos componentes mais importantes na pesquisa sobre mudanças climáticas, pois regula a temperatura da superfície da Terra com mudanças ao longo do tempo. Esse conceito também é conhecido como efeito estufa .


O efeito estufa.
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Interior da terra

Semelhante ao nosso dia na praia com a superfície da terra quente e o oceano mais frio, a condução e a convecção também ocorrem nas profundezas do interior da Terra. Por condução, a superfície da Terra ou litosfera pode ficar quente por causa da rocha derretida no interior que escapa por rachaduras na superfície. Os eventos em que a rocha derretida flui pela superfície da Terra são chamados de plumas .

Uma vez que a rocha quente sobe em direção à superfície, a rocha mais fria flui para baixo, para o núcleo da Terra, onde é então aquecida. Isso, então, causa a circulação de material quente e frio no interior. Esta é a convecção que ocorre no interior profundo da Terra e é semelhante aos processos que ocorrem em nosso exemplo da brisa do mar.

Resumo da lição

A energia é transferida para a atmosfera, oceano e sistema interno da Terra por três processos: convecção , condução e radiação .

Todos esses processos podem ocorrer ao mesmo tempo em pequena ou grande escala. Também existe um forte acoplamento encontrado entre a atmosfera e o oceano. Fenômenos de grande escala envolvendo esses processos de transferência de energia podem afetar o clima em todo o mundo.

A convecção e a condução também ocorrem nas profundezas do interior da Terra por meio de processos semelhantes a eventos na atmosfera e no oceano.