Por que o lapse rate troposférico em latitudes polares é menor do que próximo ao equador?
Passo 1
O enunciado pergunta por que o gradiente térmico vertical (lapse rate) médio da troposfera nas altas latitudes polares é numericamente menor (isto é, mais negativo) do que nas regiões tropicais. Para responder vamos usar os conceitos de lapse rate adiabático seco e adiabático úmido, e entender como umidade e convecção controlam o perfil vertical de temperatura.
Passo 2
Definimos o lapse rate
como
onde
é a temperatura e
a altitude. Em ar seco, a taxa adiabática é
e em ar úmido, devido à liberação de calor latente, a taxa adiabática efetiva
fica tipicamente em torno de
no trópico.
Passo 3
Perto do Equador há forte convecção profunda e elevado conteúdo de vapor d’água. As nuvens ascendem, condensam e liberam calor latente, diminuindo o gradiente térmico efetivo para algo próximo à adiabática úmida
. Numericamente isso dá valores de
K/km, ou seja,
K/km.
Passo 4
Nas regiões polares o ar é muito seco e a convecção profunda praticamente não ocorre. Afinal, não há umidade suficiente para condensar e liberar calor latente. O perfil de temperatura acaba sendo controlado mais pela estabilização radiativa e por convecção fraca, resultando num lapse rate próximo (mas normalmente um pouco menor) do adiabático seco
. Numericamente,
fica em torno de
a
K/km, isto é, um valor mais negativo (portanto “menor”) do que o
K/km do trópico.
Resposta
O lapse rate polar é mais negativo (numericamente menor) porque o ar polar é seco e praticamente não sustenta convecção úmida, de modo que o perfil de temperatura se aproxima da adiabática seca (~9,8 K/km) em vez da adiabática úmida (~6 K/km) que domina no Equador.