Propagação da Luz na Atmosfera

A maioria das observações astronômicas são feitas da superfície da Terra. Os telescópios encontram uma barreira natural que em algumas vezes dificulta a observação do Universo, por isso vamos conhecer um pouco dessa “barreira” – a atmosfera terrestre.
A atmosfera é composta de várias camadas: A troposfera, estratosfera, mesosfera, ionosfera, exosfera. Mais próximo da Terra esta a troposfera. A maioria das nuvens que você vê no céu são encontradas na troposfera, e esta é a camada da atmosfera que nós associamos com o tempo. Estendendo-se até 10 quilômetros acima da superfície da Terra, a troposfera contém uma variedade de gases: oxigênio, vapor d’água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, etc. Estes gases ajudam a reter o calor, isto é, uma porção da qual é então irradiada de volta para aquecer a superfície da Terra.

Acima da troposfera é a estratosfera, que contém a camada de ozônio. A estratosfera se caracteriza pelos movimentos de ar em sentido horizontal, fica situada entre 7 e 17 até 50 km de altitude aproximadamente. Moléculas de ozônio, que estão concentradas nessa camada, absorvem a radiação ultravioleta do Sol e proteger-nos de seus efeitos nocivos.

Entre 50 a 85 km de altitude acima da superfície está a mesosfera, a parte mais fria da atmosfera com temperaturas chegando até a -90°C em seu topo. Acima da mesosfera, em uma camada chamada ionosfera (também chamada termosfera), as coisas começam a aquecer. As temperaturas na ionosfera, que se estende cerca de sessenta e mil quilômetros de altitude a partir da superfície da Terra, pode chegar a até centenas de graus centígrados. Além da ionosfera esta a exosfera, que se estende até cerca de 500 quilômetros acima da superfície da Terra. Esta é a camada mais externa da atmosfera, a zona de transição para o espaço.

Existe um fenômeno chamado Refração e esta presente também na atmosfera terrestre. Refração atmosférica é a mudança na direção aparente de um objeto celeste causado pela refração dos raios de luz quando passam através da atmosfera.
O piscar das estrelas e variação de tamanho do Sol são devido à refração atmosférica.

As estrelas brilham realmente? Não, as estrelas não brilham...!
Os raios de luz provenientes das estrelas viajam através das camadas de ar de densidades diferentes, por isso elas cintilam.
Refração é o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passa de um meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porém com diferentes densidades.

A figura ao lado ilustra muito bem como funciona a refração da luz em dois meios diferentes, no ar e na água. No vácuo do espaço a luz não encontra dificuldade para se propagar. Portanto o índice de refração absoluto do vácuo é sempre 1. A atmosfera da Terra possui densidades diferentes de acordo com a altitude. Um raio de Sol vindo do espaço sofre um desvio ao entrar na atmosfera terrestre, pois passou de um meio de densidade nula (o vácuo do espaço) para um meio com uma outra densidade. A refração é a mudança de direção de um onda devido a uma mudança na sua velocidade.
Como esse resultado, a posição da imagem da estrela vai mudando depois de cada intervalo curto. Estas posições das imagens formadas em intervalos curtos de tempo nos dão a impressão de que a estrela está brilhando.
Ao entardecer ou amanhecer, o Sol parece ser maior do que ao meio-dia. Isso ocorre porque quando o sol está perto do horizonte os raios de luz provenientes do sol têm que passar por camadas de ar de densidade diferentes.
Devido à contínua curvatura da luz, o Sol parece ser maior. Ao meio-dia, o sol parece ser menor do que ao entardecer ou amanhecer. Isto é porque os raios de luz que “caem” normalmente sobre a superfície da terra não são refratados.
A refração atmosférica faz com que objetos astronômicos pareçam mais alto no céu do que são na realidade.

Auroras Boreal e Austral

Muita gente pergunta…O que causa as Auroras Boreal e Austral…? Vamos a um “nano” resumo de como esse fenômeno acontece… Ela começa com uma erupção solar, com um fluxo de vento solar de alta velocidade, com uma tempestade de radiação solar ou uma ejeção de massa coronal (CME).
A aurora boreal se forma quando partículas carregadas (prótons ou elétrons) emitidas pelo sol durante uma tempestade solar penetram o escudo magnético da Terra (magnetosfera) e colidem com átomos e moléculas na nossa atmosfera. Essas colisões resultam em inúmeras pequenas explosões de luz, chamadas fótons, que compõem a aurora.

Colisões com oxigênio produzem auroras vermelhas e verdes, enquanto o nitrogênio produz cores rosa e roxo. Esta reação são mais comuns nas regiões polares da Terra e ocorre a uma altitude que varia entre 65Km a 100 km e as vezes acima disso, em uma zona chamada de “Aurora Oval.”
As auroras boreais ocorrem mais comumente em latitudes entre 60 ° e 75 °, mas durante grandes tempestades geomagnéticas as Auroras podem ser observada em latitudes médias como por exemplo, a 30 ° de latitude ou mais. No hemisfério norte, eles são chamadas de Aurora boreal (luzes do norte) e no sul do hemisfério são chamadas de Aurora Austral (Australis, luzes do sul).

O Clima

Clima é a condição característica da atmosfera perto da superfície da Terra em um determinado lugar do planeta. É o tempo de longa duração daquela área (pelo menos 30 anos). Isto inclui o padrão geral da região de condições climáticas, estações e os extremos climáticos, como furacões, secas, ou períodos chuvosos. Dois dos mais importantes fatores determinantes do clima de uma área são a temperatura do ar e precipitação.
Biomas mundiais são controladas pelo clima. O clima de uma região vai determinar se as plantas vão crescer lá, e que tipo de animais vão habitá-lo. Todos os três componentes, clima, plantas e animais se entrelaçam para criar o tecido de um bioma.

Por que uma área do mundo é um deserto, um outro gramado, e outro uma floresta tropical...? Por que existem diferentes florestas e desertos, e por que existem diferentes tipos de vida em cada área? As características climáticas entre outras são as responsáveis.

Sistema de Classificação Climática de Köppen
O Sistema de Classificação Climática de Köppen é o mais amplamente utilizado para classificar os climas do planeta. A maioria dos sistemas de classificação utilizados hoje são baseados na classificação do russo-alemã climatologista Wladimir Köppen que introduziu em 1900 esse sistema. Köppen divide a superfície da Terra em regiões climáticas que geralmente coincide com os padrões mundiais de vegetação e solos.
O sistema de Köppen reconhece cinco tipos climáticos mais importantes com base nas médias mensais e anuais de temperatura e precipitação. Cada tipo é designado por uma letra maiúscula.
A - úmidas Climas Tropicais são conhecidos por sua alta temperatura e por sua grande quantidade de chuva durante todo o ano.
B - climas secos são caracterizados por pouca chuva. Dois subgrupos, s - ou semi-áridas estepes, e W - áridas ou desérticas.
C - locais úmidos. Estes climas tem verões quentes e secos e invernos frescos e úmidos
D - climas Continental podem ser encontradas nas regiões do interior de grandes massas de terra. A precipitação total não é muito elevado e temperaturas sazonais variam amplamente.
E - Climas frios. Estes climas são parte de áreas onde o gelo permanente da tundra estão sempre presentes. Apenas cerca de quatro meses do ano têm acima de temperaturas congelantes.