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174 METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA Mário Adelmo Varejão-Silva Versão digital 2 – Recife, 2006 orifício atuaria como se fosse um corpo negro (agindo como absorvente perfeito e, simultanea- mente, como um perfeito emissor), em relação à energia eletromagnética do comprimento de onda selecionado. Numa situação mais geral, em que a intensidade da irradiância fosse exatamente igual à da emitância para todos os comprimentos de onda e em qualquer direção, o campo radiativo seria perfeitamente isotrópico. A essa situação chama-se equilíbrio radiativo, que implica o equilíbrio termodinâmico. 4.2 - Lei de Kirchhoff. Em 1859, Gustav Kirchhoff sugeriu que, sob condição de equilíbrio radiativo, o quoci- ente entre a emitância monocromática (Meλ) de um corpo e seu correspondente coeficiente de absorção (aλ), dependia apenas do comprimento de onda (λ) e da temperatura absoluta (T), ou seja (Coulson, 1975): Meλ /aλ = E(λ, T) (V.4.1) onde E(λ, T) é uma função, cuja forma só veio a ser conhecida 40 anos mais tarde, normal- mente chamada emissividade monocromática e que traduz a emitância por unidade de com- primento de onda. Kirchhoff notou que a função E(λ, T) não dependia do corpo, mas apenas da temperatura e do comprimento de onda (Godske et al., 1957). A expressão anterior parece, à primeira vista, indicar uma simples proporcionalidade. Analisando-a com mais cuidado, porém, verifica-se que, se o coeficiente de absorção mono- cromática for nulo (aλ = 0), deve-se ter, forçosamente, Meλ = 0. De fato, se Meλ pudesse ser diferente de zero quando aλ fosse nulo, então a energia emitida por unidade de área, de tempo e de comprimento de onda [E(λ, T)] seria paradoxalmente infinita. A condição imposta (de que aλ e Meλ tendam simultaneamente para 0) revela que, se um corpo não absorve energia radi- ante em um dado comprimento de onda, ele também não emite nesse mesmo comprimento e vice-versa. Tal comportamento somente só foi inteiramente compreendido após o desenvolvimento da teoria quântica. No caso específico do corpo negro, tem-se, por definição, aλ = 1, para qualquer comprimento de onda. Verifica-se, então, que: M eλ = E(λ, T). (V.4.2) Então, a função E(λ,T) é a emitância monocromática do corpo negro (expressa em cal cm -2 min -1 µ -1 ou W m -2 µ -1) a qual, sob uma dada temperatura, é a máxima possível qualquer que seja o comprimento de onda. A aplicabilidade da Lei de Kirchhoff pressupõe satisfeita a condição de equilíbrio radiati- vo. Uma das características desse equilíbrio é, como se viu, que haja isotropia do campo radia- tivo. Na atmosfera, o campo radiativo, no tocante à radiação solar direta (vinda diretamente do disco solar), não é isotrópico (sua intensidade varia com a direção), não sendo possível aplicar
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