Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade
g = 10,0 m/s2
, 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água
LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar
nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK-1mol-1
.
A atmosfera da Terra pode ser considerada uma máquina térmica. A energia solar é absorvida,
em média, a uma temperatura mais alta que a temperatura na qual a energia da radiação
infravermelha é emitida de volta ao espaço. Portanto, de acordo com o conceito de motor térmico,
existe energia mecânica disponível, que é utilizada para impulsionar a circulação da atmosfera e dos
oceanos. A aplicação mais simples é que a luz do sol é absorvida na superfície onde a temperatura
média é 288 K, e o infravermelho é emitido para o espaço a uma temperatura média de 255 K. Isso
implica que a eficiência máxima do motor térmico da Terra é igual a 11,5%, sendo limitado puramente
pela diferença de temperatura entre a superfície e a temperatura de equilíbrio radiativo. Essa diferença
é resultado do efeito estufa. Portanto, nesse conceito simplista, quanto maior o efeito estufa mais
energia mecânica que teoricamente estaria disponível. Como resultado, com o aquecimento global, a
eficiência deve aumentar. Com um aquecimento de superfície de 4 °C, a eficiência aumentaria para X,
o que significa que a circulação deve se tornar mais energética, com intensificação de fenômenos
meteorológicos, a exemplo de tempestades severas, inundações, vendavais, ondas de calor, secas
prolongadas, entre outros.
Com base nas informações do texto e na eficiência de uma máquina térmica de Carnot, a nova
eficiência da atmosfera terrestre X é aproximadamente igual a