Altitude - Altitude

Altitude ou altura (também conhecida como profundidade ) é uma medida de distância, geralmente na direção vertical ou "para cima", entre um datum de referência e um ponto ou objeto. A definição exata e os dados de referência variam de acordo com o contexto (por exemplo, aviação, geometria, levantamento geográfico, esporte ou pressão atmosférica). Embora o termo altitude seja comumente usado para significar a altura acima do nível do mar de um local, em geografia o termo elevação é frequentemente preferido para esse uso.

As medições de distância vertical na direção "para baixo" são comumente chamadas de profundidade .

Na aviação

Um Boeing 737-800 genérico cruzando a 32.000 pés.  Abaixo está um pacote de nuvens.  Acima está um céu azul vívido.
Um Boeing 737-800 navegando na estratosfera , onde as aeronaves normalmente navegam para evitar turbulências galopantes na troposfera . O feixe azul é a camada de ozônio , irradiando ainda mais para a mesosfera . O ozônio aquece a estratosfera, tornando as condições estáveis. A estratosfera também é o limite de altitude de jatos e balões meteorológicos , já que o ar é cerca de mil vezes mais rarefeito lá do que na troposfera.
Comparação de distância vertical

Na aviação, o termo altitude pode ter vários significados e é sempre qualificado pela adição explícita de um modificador (por exemplo, "altitude verdadeira") ou implicitamente por meio do contexto da comunicação. As partes que trocam informações sobre altitude devem deixar claro qual definição está sendo usada.

A altitude da aviação é medida usando o nível médio do mar (MSL) ou o nível do solo local (acima do nível do solo ou AGL) como dados de referência.

Altitude de pressão dividida por 100 pés (30 m) é o nível de vôo e é usada acima da altitude de transição (18.000 pés (5.500 m) nos EUA, mas pode ser tão baixa quanto 3.000 pés (910 m) em outras jurisdições). Portanto, quando o altímetro lê o nível de vôo específico do país na configuração de pressão padrão, diz-se que a aeronave está em "Nível de vôo XXX / 100" (onde XXX é a altitude de transição). Ao voar em um nível de vôo, o altímetro está sempre definido para a pressão padrão (29,92  inHg ou 1013,25  hPa ).

No convés de vôo, o instrumento definitivo para medir a altitude é o altímetro de pressão , que é um barômetro aneróide com uma face frontal que indica a distância (pés ou metros) ao invés da pressão atmosférica .

Existem vários tipos de altitude na aviação:

  • A altitude indicada é a leitura no altímetro quando ele é definido para a pressão barométrica local ao nível médio do mar . No uso da radiotelefonia da aviação no Reino Unido, a distância vertical de um nível, um ponto ou um objeto considerado como um ponto, medida a partir do nível médio do mar ; isso é conhecido pelo rádio como altitude . (consulte QNH )
  • Altitude absoluta é a distância vertical da aeronave acima do terreno sobre o qual está voando. Ele pode ser medido usando um altímetro de radar (ou "altímetro absoluto"). Também conhecida como "altura do radar" ou pés / metros acima do nível do solo (AGL).
  • A altitude real é a elevação real acima do nível médio do mar . É indicada a altitude corrigida para temperatura e pressão não padrão.
  • Altura é a distância vertical acima de um ponto de referência, comumente a elevação do terreno. Uso de radiotelefonia, a distância vertical de um nível, um ponto ou um objeto considerado como um ponto, medido a partir de um datum especificado ; isso é referido no rádio como altura , onde o dado especificado é a elevação do campo de aviação (ver QFE )
  • Altitude de pressão é a elevação acima de um plano de pressão atmosférica de referência padrão (normalmente, 1013,25 milibares ou 29,92 "Hg). A altitude de pressão é usada para indicar" nível de vôo ", que é o padrão para relatórios de altitude no espaço aéreo Classe A (acima de aproximadamente 18.000 pés) .A altitude de pressão e altitude indicada são as mesmas quando a configuração do altímetro é 29,92 "Hg ou 1013,25 milibares.
  • A altitude de densidade é a altitude corrigida paracondições atmosféricasnão-ISA International Standard Atmosphere . O desempenho da aeronave depende da densidade da altitude, que é afetada pela pressão barométrica, umidade e temperatura. Em um dia muito quente, a altitude de densidade em um aeroporto (especialmente um em uma altitude elevada) pode ser tão alta a ponto de impedir a decolagem, especialmente para helicópteros ou uma aeronave com carga pesada.

Esses tipos de altitude podem ser explicados de forma mais simples como várias maneiras de medir a altitude:

  • Altitude indicada - a altitude mostrada no altímetro.
  • Altitude absoluta - altitude em termos de distância acima do solo diretamente abaixo
  • Altitude verdadeira - altitude em termos de elevação acima do nível do mar
  • Altura - distância vertical acima de um certo ponto
  • Altitude de pressão - a pressão do ar em termos de altitude na Atmosfera Padrão Internacional
  • Altitude de densidade - a densidade do ar em termos de altitude na Atmosfera Padrão Internacional no ar

Em estudos atmosféricos

Camadas atmosféricas

A atmosfera da Terra é dividida em várias regiões de altitude. Essas regiões começam e terminam em alturas variadas dependendo da época e da distância dos pólos. As altitudes indicadas abaixo são médias:

  • Troposfera : superfície a 8.000 metros (5,0 mi) nos pólos, 18.000 metros (11 mi) no Equador , terminando na tropopausa
  • Estratosfera : troposfera a 50 quilômetros (31 mi)
  • Mesosfera : Estratosfera a 85 quilômetros (53 mi)
  • Termosfera : Mesosfera a 675 quilômetros (419 mi)
  • Exosfera : termosfera a 10.000 quilômetros (6.200 mi)

A linha Kármán , a uma altitude de 100 quilômetros (62 milhas) acima do nível do mar , por convenção define representa a demarcação entre a atmosfera e o espaço . A termosfera e a exosfera (junto com as partes superiores da mesosfera) são regiões da atmosfera que são convencionalmente definidas como espaço.

Alta altitude e baixa pressão

Regiões na superfície da Terra (ou em sua atmosfera) que estão muito acima do nível médio do mar são chamadas de grande altitude . A altitude elevada às vezes é definida para começar a 2.400 metros (8.000 pés) acima do nível do mar.

Em grandes altitudes, a pressão atmosférica é menor do que no nível do mar. Isso se deve a dois efeitos físicos concorrentes: a gravidade, que faz com que o ar fique o mais próximo possível do solo; e o conteúdo de calor do ar, que faz com que as moléculas ricocheteiem umas nas outras e se expandam.

Perfil de temperatura

O perfil de temperatura da atmosfera é o resultado de uma interação entre radiação e convecção . A luz do sol no espectro visível atinge o solo e o aquece. O solo então aquece o ar na superfície. Se a radiação fosse a única maneira de transferir calor do solo para o espaço, o efeito estufa dos gases na atmosfera manteria o solo em cerca de 333 K (60 ° C; 140 ° F), e a temperatura diminuiria exponencialmente com a altura.

No entanto, quando o ar está quente, ele tende a se expandir, o que diminui sua densidade. Assim, o ar quente tende a subir e a transferir calor para cima. Este é o processo de convecção . A convecção chega ao equilíbrio quando uma parcela de ar em uma determinada altitude tem a mesma densidade de seus arredores. O ar é um mau condutor de calor, portanto, uma parcela de ar sobe e desce sem trocar calor. Isso é conhecido como um processo adiabático , que tem uma curva característica de pressão-temperatura. Conforme a pressão diminui, a temperatura diminui. A taxa de diminuição da temperatura com a elevação é conhecida como taxa de lapso adiabático , que é de aproximadamente 9,8 ° C por quilômetro (ou 5,4 ° F [3,0 ° C] por 1000 pés) de altitude.

Observe que a presença de água na atmosfera complica o processo de convecção. O vapor de água contém calor latente de vaporização . À medida que o ar sobe e esfria, ele eventualmente se torna saturado e não consegue reter sua quantidade de vapor d'água. O vapor de água condensa (formando nuvens ) e libera calor, o que muda a taxa de lapso da taxa de lapso adiabática seca para a taxa de lapso adiabática úmida (5,5 ° C por quilômetro ou 3 ° F [1,7 ° C] por 1000 pés). Em média, a Organização da Aviação Civil Internacional (ICAO) define uma atmosfera de padrão internacional (ISA) com uma taxa de variação de temperatura de 6,49 ° C por quilômetro (3,56 ° F por 1.000 pés). A taxa de lapso real pode variar de acordo com a altitude e com a localização.

Finalmente, observe que apenas a troposfera (até aproximadamente 11 quilômetros (36.000 pés) de altitude) na atmosfera da Terra sofre convecção notável; na estratosfera , há pouca convecção vertical.

Efeitos nos organismos

Humanos

A medicina reconhece que altitudes acima de 1.500 metros (4.900 pés) começam a afetar os humanos, e não há registro de humanos vivendo em altitudes extremas acima de 5.500-6.000 metros (18.000-19.700 pés) por mais de dois anos. À medida que a altitude aumenta, a pressão atmosférica diminui, o que afeta os humanos ao reduzir a pressão parcial do oxigênio . A falta de oxigênio acima de 2.400 metros (8.000 pés) pode causar doenças graves, como enjoo da altitude , edema pulmonar de altitude e edema cerebral de altitude . Quanto maior a altitude, mais prováveis ​​são os efeitos graves. O corpo humano pode se adaptar a grandes altitudes respirando mais rápido, tendo uma frequência cardíaca mais alta e ajustando a química do sangue. Pode levar dias ou semanas para se adaptar a grandes altitudes. No entanto, acima de 8.000 metros (26.000 pés), (na " zona da morte "), a aclimatação da altitude torna-se impossível.

Há uma taxa de mortalidade geral significativamente mais baixa para residentes permanentes em altitudes mais elevadas. Além disso, há uma relação de resposta à dose entre o aumento da elevação e a diminuição da prevalência de obesidade nos Estados Unidos. Além disso, a hipótese recente sugere que a altitude elevada pode ser protetora contra a doença de Alzheimer por meio da ação da eritropoietina, um hormônio liberado pelos rins em resposta à hipóxia. No entanto, as pessoas que vivem em altitudes mais elevadas têm uma taxa maior de suicídio estatisticamente significativa. A causa do aumento do risco de suicídio é desconhecida até agora.

Atletas

Para os atletas, a altitude elevada produz dois efeitos contraditórios no desempenho. Para eventos de explosivos (sprints até 400 metros, salto em comprimento , salto triplo ) a redução da pressão atmosférica significa menos resistência atmosférica, o que geralmente resulta na melhoria do desempenho atlético. Para provas de resistência (corridas de 5.000 metros ou mais) o efeito predominante é a redução do oxigênio que geralmente reduz o desempenho do atleta em grandes altitudes. As organizações esportivas reconhecem os efeitos da altitude no desempenho: a Associação Internacional de Federações Atléticas (IAAF), por exemplo, marca desempenhos recordes alcançados em uma altitude superior a 1.000 metros (3.300 pés) com a letra "A".

Os atletas também podem aproveitar a aclimatação à altitude para aumentar seu desempenho. As mesmas mudanças que ajudam o corpo a lidar com a altitude elevada aumentam o desempenho no nível do mar. Essas mudanças são a base do treinamento em altitude, que é parte integrante do treinamento de atletas em uma série de esportes de resistência, incluindo atletismo, corrida de longa distância, triatlo, ciclismo e natação.

Outros organismos

A diminuição da disponibilidade de oxigênio e a diminuição da temperatura tornam a vida em grandes altitudes um desafio. Apesar dessas condições ambientais, muitas espécies foram adaptadas com sucesso em grandes altitudes . Os animais desenvolveram adaptações fisiológicas para aumentar a absorção e distribuição de oxigênio aos tecidos, que podem ser usadas para sustentar o metabolismo. As estratégias utilizadas pelos animais para se adaptarem a grandes altitudes dependem de sua morfologia e filogenia . Por exemplo, pequenos mamíferos enfrentam o desafio de manter o calor do corpo em temperaturas frias, devido à sua pequena proporção entre o volume e a área de superfície. Como o oxigênio é usado como fonte de produção de calor metabólico, a hipóxia hipobárica em grandes altitudes é problemática.

Há também uma tendência geral de tamanhos corporais menores e menor riqueza de espécies em grandes altitudes, provavelmente devido a pressões parciais de oxigênio mais baixas. Esses fatores podem diminuir a produtividade em habitats de grande altitude, o que significa que haverá menos energia disponível para consumo, crescimento e atividade.

No entanto, algumas espécies, como pássaros, prosperam em grandes altitudes. Os pássaros se desenvolvem devido às características fisiológicas que são vantajosas para o vôo em grandes altitudes.

Veja também

Referências

links externos