Radiação solar.2014
- 2. A Radiação solar – quantidade de energia irradiada pelo Sol – é … um fenómeno de natureza eletromagnética. que se propaga segundo um movimento ondulatório. a uma velocidade de 300 000 km/s. levando 8 minutos a chegar à Terra. constituída por um conjunto de radiações traduzidas no espectro eletromagnético ou espectro solar. 2
- 3. A radiação solar é fundamental pois: Está na origem de todos os componentes do sistema climático (atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera). A energia que emite é a causa de todos os processos físicos e químicos que ocorrem na Terra: Condições meteorológicas Circulações oceânicas Modelação da crosta terrestre Fenómenos biológicos. • Adaptado de J. Pinto Peixoto, A Radiação Solar e o Ambiente, 1981. 3
- 4. O que sucede à Radiação Solar? Superfície terrestre, oceanos e atmosfera absorvem a radiação solar - aumento da temperatura. O ar quente que contém a água evaporada dos oceanos sobe, provocando a circulação e convecção atmosféricas. Quando o ar atinge uma altitude elevada, onde a temperatura é baixa, o vapor de água condensa-se, formando nuvens, que posteriormente provocam precipitação sobre a superfície da Terra, completando o ciclo da água. 4
- 5. “O ciclo da água (ou ciclo hidrológico) refere-se à troca contínua de água na hidrosfera, entre a atmosfera, a água do solo, águas superficiais, subterrâneas e das plantas”. http://engenhariaondejahcivil.blogspot.pt/2011/03/o-ciclo-da-agua.html 5
- 6. A Radiação Solar varia: No espaço de acordo com a/o: Latitude (máxima no Equador; mínima ou nula nos Polos). Orientação geográfica (diminuta ou nula nas encostas umbrias; elevada nas soalheiras) Ângulo de Incidência dos raios solares (o qual varia, por sua vez, com a latitude e a época do ano). A radiação solar varia na razão inversa da Latitude: é tanto menor quanto maior é a Latitude. 6
- 7. Mais Baixa a Norte do vale do Rio Tejo menor ângulo de incidência maior obliquidade dos raios solares maior a espessura de massa atmosférica atravessada Mais Elevada a Sul do Rio Tejo maior o ângulo de incidência menor obliquidade dos raios solares menor espessura de massa atmosférica atravessada. Em Portugal, a Radiação solar é … 7Fonte: Atlas do Ambiente
- 8. A Radiação Solar em Janeiro Reflete a influência da latitude: - Diminui de Norte para Sul - Mínima nas áreas mais montanhosas a Norte - Máxima no sotavento algarvio -(a Norte são frequentes as passagens das perturbações que se formam ao longo da Frente Polar) - (a Sul sofre-se a influência do Norte de África, do ar seco e quente do deserto do Saara) 8
- 9. A Radiação Solar em Julho Reflete a influência da longitude no Norte e Centro: - Menor no Litoral - Mais elevada no Interior Reflete a influência da latitude no Sul - - tanto mais elevada quanto mais a Sul (nítida influência da proximidade do mar no Litoral norte e centro: mais humidade e, logo, mais nebulosidade. Evidente influência da Continentalidade no Interior, de um modo geral, de Norte para Sul) 9
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- 11. 11 Considerando o total da radiação solar incidente – 100% - são retirados, 30% por reflexão: o 6% pela atmosfera o 20% pelas nuvens o 4% pela superfície terrestre 19% por absorção: o 16% pela atmosfera o 3% pelas nuvens 51% por absorção pela superfície terrestre (30+19+51=100%) 100% 19% 51% 6%20%4% 30% Que sucederia ao nosso planeta se se acumulasse sucessivamente a parte da radiação solar recebida na superfície?
- 12. 12 64% 23% 6% 7% Radiação absorvida pela atmosfera A energia absorvida pela superfície terrestre vai ser devolvida ao espaço sob a forma de calor: 7% por condução e convecção do ar 23% transportados pelo vapor de água nas nuvens e na atmosfera 64% por irradiação para o espaço a partir das nuvens e da atmosfera 6% por irradiação direta daTerra (7+23+64+6=100%)
- 13. Protege a superfície terrestre da “invasão” dos meteoritos Absorve, difunde e reflecte mais de metade da radiação solar Filtra o excesso de radiação solar ultravioleta pelo ozono presente na Estratosfera Aquece o ar na Troposfera, a partir da base: quanto mais afastado da superfície terrestre mais baixa é a temperatura do ar Retém o calor libertado pela superfície terrestre durante a noite por força do Efeito de Estufa 13 F u n ç õ e s d a A t m o s f e r a
- 14. Funções da Atmosfera (continuação) Devolve ao espaço a quantidade de energia que recebe – diz-se que Reflete de modo diferente conforme a natureza da superfície em que a radiação solar incide Albedo elevado Albedo baixo Superfícies de cor clara, lisas Superfícies de cor escura, rugosas A Terra está em Equilíbrio Térmico Albedo (relação entre a energia refletida e a energia total incidente. 14
- 15. 15 Dos 100% da radiação solar que incide no topo da atmosfera, parte é refletida 6% imediatamente pela atmosfera 20% pelas nuvens 4% pela própria superfície Esta radiação que é refletida constitui o denominado albedo da Terra que, atualmente atinge os 30%. Os 70% da radiação solar restante, são absorvidos 51% pela Terra 19% pela atmosfera – ozono Esta contínua entrada de radiação é compensada pela irradiação terrestre libertada para o espaço (radiação infravermelha com efeito calorífico). Este balanço permite afirmar que A Terra mantém-se em equilíbrio térmico
- 16. A Radiação direta, a que chega diretamente à superfície da Terra, depende da: Constante solar Transparência da atmosfera. Esta, por sua vez, é influenciada pela/as: Reflexão e absorção que ocorrem na atmosfera – dois fatores que reduzem a transparência da atmosfera Latitude – nas médias e altas latitudes os raios solares são obrigados a atravessar uma camada mais espessa de atmosfera do que nas regiões tropicais Época do ano - no inverno a inclinação dos raios solares é maior e o ângulo de incidência menor do que no verão O Balanço radiativo, relação entre a quantidade de radiação incidente e a radiação terrestre devolvida ao espaço, depende do: Ângulo de incidência dos raios solares Albedo – percentagem de energia solar que é refletida de volta para o espaço. Diferentes superfícies – água, neve, areia, vegetação, etc. – apresentam diferentes valores de albedo. No sistema Terra-Atmosfera, o valor médio do albedo é 30% para condições médias de nebulosidade. 16
- 17. 17 (% refletida) Lua (depende da altura do Sol) Telhado escuro 8% – 18% Telhado claro 35% – 50% Neve fresca 80% – 95% Erva 25% – 30% Terras de cultivo 10% – 25% Pedra 20% – 40% Albedo da Terra (médio) 31%
- 18. Albedo - percentagem de radiação solar refletida por qualquer superfície ou corpo (corpos escuros – alcatrão- refletem pouca radiação; corpos claros - areia, neve - refletem grande quantidade de radiação solar) 18
- 19. A radiação solar é máxima nas Regiões Tropicais diminuindo com a latitude. O albedo é máximo nas superfícies geladas, nos desertos e nos cimos das altas montanhas. 19
- 20. O Efeito de estufa, um fenómeno natural … Uma proteção natural do planeta. Indispensável para manter a temperatura média da Terra à volta dos 15ºC ( seria de -15º C, isto é, 33°C mais baixa se o efeito de estufa não ocorresse). Necessário para a existência da vida, portanto. Os Gases de Efeito de Estufa (GEE) são responsáveis por reter o calor na atmosfera de modo que a temperatura permaneça dentro de uma faixa de valores apropriada à sobrevivência dos seres vivos e dos ecossistemas. O gás de efeito estufa mais abundante é o vapor d’água (H2O). Contudo, como a sua quantidade na atmosfera se mantém constante, não interfere no efeito de estufa. Dióxido de carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido nitroso (N2O) e Clorofluorcarbonos (CFCs) são gases intensificados pelas atividades humanas que, pelo contrário, contribuem negativamente para o aumento do efeito estufa e consequentemente para o aquecimento do planeta. 20
- 21. 21 1 – A energia emitida pelo Sol atinge a Terra. Parte dela é refletida pelas camadas superiores da atmosfera 3 – Essa radiação infravermelha é refletida pelas moléculas de algumas substâncias, entre as quais, o CO2 e o vapor de água. Com isso a temperatura do planeta aumenta. Tudo funciona como se a atmosfera fosse uma gigantesca estufa. Calor 3 – O planeta absorve o que resta da energia, e por sua vez, emite calor na forma de radiação infravermelha