camada limite Planetária

Os níveis mais baixos da troposfera, normalmente, são fortemente influenciados pela superfície da Terra. Esta sub-camada, conhecida como camada limite planetária, é a região da atmosfera na qual a superfície influencia a temperatura, umidade e velocidade do vento através da transferência turbulenta de massa. Como resultado do atrito superficial, os ventos na camada limite planetária são geralmente mais fracos do que acima e tendem a soprar em direção a áreas de baixa pressão., Por esta razão, a camada limite planetária também tem sido chamada de camada Ekman, para o oceanógrafo Sueco Vagn Walfrid Ekman, um pioneiro no estudo do comportamento das correntes oceânicas movidas pelo vento.sob céus claros e ensolarados sobre a terra, a camada limite planetária tende a ser relativamente profunda como resultado do aquecimento do solo pelo sol e da geração resultante de turbulência convectiva. Durante o verão, a camada limite planetária pode atingir alturas de 1 a 1,5 km (0.,6 a 1 milha) acima da superfície terrestre-por exemplo, no leste úmido dos Estados Unidos—e até 5 km (3 milhas) no deserto sudoeste. Nestas condições, quando o ar insaturado sobe e se expande, a temperatura diminui à taxa de lapso adiabático seco (9,8 °C por quilómetro, ou aproximadamente 23 °F por milha) em toda a maior parte da camada limite. Perto da superfície aquecida da Terra, a temperatura do ar diminui superadiabaticamente (a uma taxa de lapso maior que a taxa de lapso adiabático seco)., Em contraste, durante noites claras e calmas, a turbulência tende a cessar, e o resfriamento radiacional (perda líquida de calor) da superfície resulta em uma temperatura do ar que aumenta com a Altura acima da superfície.quando a taxa de diminuição da temperatura com a altura excede a taxa de lapso adiabático para uma região da atmosfera, gera-se turbulência. Isto é devido à inversão convectiva do ar à medida que o ar mais quente sobe e se mistura com o ar mais frio., Nesta situação, uma vez que a taxa de lapso ambiental é maior do que a taxa de lapso adiabático, uma parcela ascendente de ar permanece mais quente do que o ar ambiente circundante, apesar de a parcela estar tanto a arrefecer como a expandir-se. A evidência desta reviravolta é produzida na forma de bolhas, ou redemoinhos, de ar mais quente. As bolhas maiores muitas vezes têm energia flutuante suficiente para penetrar no topo da camada limite. O deslocamento rápido subsequente do ar traz o ar do alto para a camada limite, aprofundando assim a camada., Sob estas condições de instabilidade atmosférica, o ar em cima arrefece de acordo com a taxa de lapso ambiental mais rápido do que o ar Em ascensão está a arrefecer à taxa de lapso adiabático. O ar acima da camada limite substitui o ar ascendente e sofre um aquecimento à medida que desce. Como resultado, este ar entranhado aquece a camada limite.

A capacidade das bolhas convectivas para romper o topo da camada limite depende da taxa de lapso ambiental para o alto., O movimento para cima de bolhas penetrativas irá diminuir rapidamente se o pacote rapidamente se torna mais frio do que o ambiente que o rodeia. Nesta situação, o pacote aéreo ficará menos flutuante com uma subida adicional. A altura que a camada limite atinge em um dia ensolarado, portanto, é fortemente influenciada pela intensidade do aquecimento de superfície e a taxa de lapso ambiental pouco acima da camada limite., Quanto mais rapidamente uma bolha turbulenta em ascensão arrefece acima da camada limite em relação ao ar circundante, menor é a probabilidade de as bolhas turbulentas subsequentes penetrarem muito acima da camada limite. O topo da camada limite diurna é referido como a inversão de camada mista.em noites claras e calmas, o arrefecimento por radiação resulta num aumento da temperatura com a altura. Nesta situação, conhecida como inversão noturna, a turbulência é suprimida pela forte estratificação térmica. Condições termicamente estáveis ocorrem quando o ar mais quente sobrelota ar mais frio e mais denso., Sobre terreno plano, um fluxo de vento quase laminar (um padrão onde ventos de uma camada superior facilmente deslizam através de ventos de uma camada inferior) pode resultar. A profundidade da camada de ar resfriada por radiação depende de uma variedade de fatores, tais como o teor de umidade do ar, as características do solo e da vegetação, e a configuração do terreno. Em um ambiente desértico, por exemplo, a inversão noturna tende a ser encontrada em alturas maiores do que em um ambiente mais úmido., A inversão em ambientes mais úmidos ocorre em uma altitude mais baixa porque mais radiação de onda longa emitida pela superfície é absorvida por numerosas moléculas de água disponíveis e reemitida de volta para a superfície. Como resultado, os níveis mais baixos da troposfera são impedidos de resfriar rapidamente. Se o ar for úmido e ocorrer um suficiente arrefecimento próximo da superfície, o vapor de água condensará-se no que é chamado de “nevoeiro de radiação”.”