1. O QUE É TEMPERATURA?

É a grandeza física que mede o estado de agitação das partículas de um corpo. Ela caracteriza, portanto, o estado térmico de um corpo.

2. O QUE É CALOR?

Calor é uma forma de energia em trânsito. Ela aparece quando existe uma diferença de temperatura entre dois corpos.
Portanto, o calor é medido nas unidades usuais de energia, como o joule (J) ou caloria (cal) e os seus múltiplos.
Devemos evitar a confusão entre os conceitos de temperatura e de calor. Eles estão relacionados, mas não são a mesma coisa.

A atmosfera é a camada de gases que envolve o planeta. Na Terra, ela é composta basicamente de nitrogênio (78%) e oxigênio (21%), além de outros gases, como o dióxido de carbono e vapor de água.
A existência de uma atmosfera relativamente densa é importante para proteger o planeta e a vida nele existente de radiações espaciais nocivas, contra a queda de corpos (como os meteoróides, que tendem a se desintegrar ao ingressar nela, por conta do atrito com o ar) e para manter a temperatura estável, favorecendo assim a manutenção das formas de vida.

A pressão exercida pela camada de ar existente é chamada de pressão atmosférica, que ao nível do mar vale 1 atmosfera ou 760 mm de coluna de mercúrio.
Entretanto, essa pressão varia com a altitude considerada. Em locais de maior altitude, a pressão atmosférica diminui. Isso pode ser explicado ao observarmos a equação de Clapeyron, que relaciona pressão (P), volume (V) e temperatura (T) de um gás.

PV = n . RT

diferenças termodinâmicas na atmosfera, em função da altitude.

3.1 Camadas da atmosfera

Para efeito de estudo, dividimos a atmosfera em cinco regiões: a troposfera (que vai da superfície do planeta até cerca de 10 a 15 km de altura); a estratosfera (onde está a camada de ozônio, ou ozonosfera); a mesosfera (entre 50 e 80 km); a termosfera e a exosfera (que faz fronteira com o espaço exterior).
(Figura 1).
É na troposfera que ocorrem os fenômenos meteorológicos principais, como a formação das chuvas e neve. Nessa camada, a temperatura tende diminuir, à medida que aumenta a altitude, pois a superfície terrestre, que também se comporta como fonte de calor, vai se distanciando cada vez mais.

Figura 1: Camadas da atmosfera.

Na estratosfera, entretanto, o ozônio presente libera calor em suas reações, o que faz com que as temperaturas aumentem com a altitude, voltando a decrescer quando a altitude cresce novamente, alcançando a camada seguinte, a mesosfera. A camada de ozônio da estratosfera também absorve boa parte dos raios ultravioleta emitidos pelo Sol, que em excesso são nocivos à vida. A destruição progressiva desta camada, que vem sendo observada nos últimos anos, pode ser um fenômeno natural cíclico, mas também se apresenta como consequências decorrentes de outros fatores. Desconfia-se que, pelo menos em parte, o problema foi provocado pelo homem, que incrementou o lançamento de gás freon, usado em sprays e ciclos de refrigeração, na atmosfera. Comprovou-se recentemente que esse tipo de gás (à base de clorofluorcarbonos) reage com o ozônio da camada estratosférica, reduzindo-o sensivelmente. Devido a isso, entrou em vigor um tratado internacional que procura eliminar o uso de tal produto nas próximas décadas, a fim de tentar reverter o processo de destruição deflagrado. Gases alternativos para o ciclo de refrigeração são hidrocarbonetos, como o HFC-134A e o HCFC 141B.

Nosso planeta e a sua atmosfera recebem radiação de diversos tipos vindas do espaço. A maior parte delas é gerada pelo Sol, nossa estrela mais próxima. Essas radiações, na forma de ondas eletromagnéticas (infravermelho, ultravioleta, luz visível, raios X, ondas de rádio, etc.), são responsáveis por efeitos físicos, químicos e biológicos no sistema de nosso planeta. Por exemplo, a luz e o calor que aqui chegam sustentam a existência de vida na Terra.

A atual sociedade tecnológica, instalada em um planeta que já mostra sinais de superpopulação, colabora para a consolidação de problemas ligados à saúde do planeta: devastação dos recursos naturais, poluição, alterações progressivas na constituição da atmosfera, etc.
Efeitos na atmosfera podem ser sentidos por conta de problemas como a poluição industrial, a queima de combustíveis fósseis e a poluição gerada por veículos automotores em circulação, pois essas ações despejam gases nocivos no ar. Uma comprovação recente é a de que tudo isso está contribuindo para a elevação das temperaturas médias do planeta.
Nas últimas décadas, o aumento das atividades que despejam grandes quantidades de dióxido de carbono na atmosfera vem provocando um acréscimo do percentual deste gás na composição atmosférica, e já se sabe que isso traz aumento na retenção do calor. Embora a história mostre que, em parte, esse processo pode ser natural, já está provado que a emissão provocada pelas atividades tecnológicas do homem vem contribuindo para isso.
Em pequena quantidade, o CO₂ ajuda a manter as temperaturas médias do planeta estabilizadas. Mas, se aumentarmos muito essa concentração, corremos o risco de fazer da Terra um planeta semelhante a Vênus, com seu efeito estufa decorrente de sua atmosfera essencialmente composta por este gás. Em 1957, a atmosfera apresentava 318 partes por milhão em volume de gás carbônico. Medições atuais já mostram que estamos perto das 400 partes por milhão. Como o tempo de permanência natural desse gás é de aproximadamente 100 anos, qualquer estratégia de controle de emissão acaba surtindo efeito apenas depois de algumas décadas. São necessárias providências imediatas para enfrentar o problema.
O nome efeito estufa, dado ao fenômeno, é proveniente do efeito conseguido nas estufas para cultivo de vegetais. A construção é revestida com paredes de vidro, que deixam a luz do Sol penetrar em seu interior. Essa luz aquece as plantas e o interior da estufa, que irradiam de volta parte da radiação que entrou, mas agora na forma de calor (centrado na faixa do infravermelho). Como o infravermelho irradiado possui comprimento de onda maior do que aquele da luz que inicialmente incidira, acaba não conseguindo atravessar o vidro para fora da construção, o que colabora para o aumento da temperatura no interior desta, ver figura 4.
Podemos vivenciar isso também quando estamos dentro de um carro, com os vidros fechados num dia de sol forte com certeza, a temperatura dentro dele chega a ficar maior do que a temperatura ambiente fora por conta desse mesmo efeito.

Na atmosfera, o dióxido de carbono acaba exercendo um papel muito semelhante ao dos vidros da estufa, impedindo o retorno para o espaço das radiações infravermelhas. O óxido nitroso (NO₂) e o metano (NH₄) também são gases que colaboram para a ocorrência do efeito na atmosfera.

O aquecimento do planeta tende a trazer graves problemas para o meio ambiente. A fauna e a flora terrestres já sofrem alterações regionais em seu equilíbrio por conta das alterações de temperatura. Muitas espécies, inclusive marinhas, podem desaparecer. O derretimento de geleiras, em taxas maiores do que as que seriam normais, deve aumentar o nível dos mares, o que implicaria em transformar áreas hoje habitadas em locais inviáveis para ocupação. Portanto, é preciso ações políticas e tecnológicas que viabilizem a redução das emissões dos gases geradores do efeito estufa, sem esquecer de fazer o mesmo trabalho também para reduzir as emissões de diversos gases considerados poluentes atmosféricos.