BALANÇO DE RADIAÇÃO NA TERRA E O EFEITO DA ATMOSFERAVARIAÇÃO ESPÁCIO-TEMPORAL DA RADIAÇÃO SOLARVARIAÇÃO ESPÁCIO-TEMPORAL DA TEMPERATURA DO AR

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Santos Valentina Timóteo
BALANÇO DE RADIAÇÃO NA TERRA E O EFEITO DA ATMOSFERA
VARIAÇÃO ESPÁCIO-TEMPORAL DA RADIAÇÃO SOLAR
VARIAÇÃO ESPÁCIO-TEMPORAL DA TEMPERATURA DO AR
Licenciatura Em Física
Universidade Save
Massinga
2022
	
Santos Valentina Timóteo
BALANÇO DE RADIAÇÃO NA TERRA E O EFEITO DA ATMOSFERA
VARIAÇÃO ESPÁCIO-TEMPORAL DA RADIAÇÃO SOLAR
VARIAÇÃO ESPÁCIO-TEMPORAL DA TEMPERATURA DO AR
 (
Trabalho de pesquisa referente a cadeira de introdução a meteorologia que será entregue com fins avaliativo
s
)Licenciatura Em Física
Docente: Marsílio Neves
Universidade Save
Massinga
2022
Índice 
Balanço de Radiação na Terra e efeito da Atmosfera	5
Balanço de Radiação:	5
O Processo de Radiação:	5
O espectro electromagnético	6
Variação espácio-temporal da radiação solar	7
Variação espácio-temporal da Temperatura do Ar.	9
Controles radiacionais	9
Advecção de massas de ar	10
Aquecimento diferencial da terra e da água	11
Correntes oceânicas	12
Altitude	13
Posição geográfica	13
Gráficos/figuras	14
Referências Bibliográficas	16
Introdução 
Neste presente trabalho abordarei uns aspectos que fazem parte da meteorologia.
Já sabe se que a meteorologia faz parte de um grupo de ciências atmosféricas, ou por outras, estuda os fenómenos atmosféricos. Pois nesse presente trabalho falarei da meteorologia mas focado somente no balanço da radiação na terra e o efeito da atmosfera, variação espácio-temporal da radiação solar e por último a variação espácio-temporal da temperatura do ar.
Dentro dos temas teremos alguns factores que contribuem para a variação dos elementos do clima tais como: altitude, latitude, correntes marítimas ou oceânicas e muito mais. 
Balanço de Radiação na Terra e efeito da Atmosfera
 A quantidade de radiação solar incidente sobre o topo da atmosfera terrestre depende de três factores: período do ano, período do dia e latitude. A distribuição não é simétrica, uma vez que a órbita da Terra ao redor do sol é mais elíptica que circular. Essas variações na distância afectam a quantidade de energia solar recebida. Nas proximidades do Equador, dias e noites são de duração quase igual durante o ano. A duração do dia aumenta ou diminui com o aumento de latitude, dependendo da estação.
Balanço de Radiação:
 os fenómenos climáticos produzidos na Troposfera resultam dos processos de transferência, transformação e armazenamento de energia e matéria que ocorrem no ambiente superfície-atmosfera; O balanço de radiação retrata o modo como vários componentes do sistema interagem com a energia que nele trafega ao longo do ano. Ou seja, o balanço de radiação significa a diferença entre a quantidade de radiação que é absorvida e emitida por um dado corpo ou superfície. 
O Processo de Radiação: 
 O processo de radiação não inclui somente a energia emitida por um corpo, a radiação pode ser reflectida, absorvida ou transmitida. Dentre essas propriedades físicas dos corpos, destaca-se o albedo, comumente dado em percentagem, que se caracteriza pela capacidade que os corpos apresentam de reflectirem a radiação solar que sobre eles incide. O albedo varia de acordo com a cor e a constituição que o corpo apresenta. Assim, será máximo nos corpos brancos e mínimo nos corpos pretos. Um dado corpo que apresente elevado albedo terá, em consequência, uma baixa intensidade de absorção de energia, já que a maior parte dela foi reflectida.
A entrada da radiação solar tem de ser equilibrada por uma saída de calor enviado pela Terra, o que resulta de radiação pela atmosfera. Ao contrário da radiação de onda curta, a radiação da Terra ocorre sob a forma de onda longa e é por isso muito mais absorvida pelo vapor de água e dióxido de carbono existentes na atmosfera. Da radiação emitida pela parte sólida da Terra, cerca de 90% é absorvida pela atmosfera, que irradia cerca de 80% novamente para o solo. Deste modo, a atmosfera actua como uma cobertura ou como o vidro de uma estufa, e daí o chamado Efeito Estufa. Como resultado, apenas uma pequeníssima quantidade da radiação terrestre escapa para o espaço.
O Sol, uma esfera gasosa luminosa, apresenta em sua superfície uma temperatura de 6.000°C e emite energia em ondas electromagnéticas, que se propagam à razão de aproximadamente 299.300 quilómetros por segundo; É o Sol que fornece 99,97% da energia que é utilizada para vários fins no sistema terra-atmosfera; Segundo Sallers (1965), uma classificação de composição espectral da radiação solar indica que 9% é ultravioleta, 45% está na faixa visível, enquanto os 46% restantes são infravermelhos.
O espectro electromagnético
 O espectro electromagnético é o conjunto de todos os tipos de radiação electromagnética. Nele, cada tipo de energia é ordenado de acordo com seu cumprimento de onda; A frequência é determinada pelo número de ondas que passam por um determinado ponto em um dado período de tempo. Todas viajam na mesma velocidade. No caso das ondas curtas, mais ondas poderão passar em um mesmo ponto dentro de um mesmo período de tempo. Assim, as ondas curtas são de alta frequência e as ondas longas de baixa frequência.
 Os raios gama e os raios X são colocados no começo do espectro electromagnético, como as ondas mais curtas, já as ondas mais longas são colocadas no final do espectro, como as ondas de rádios. Raios Gama – são emitidos por materiais radioactivos e, por serem penetrantes e de alta energia, têm aplicações na Medicina (radioterapia) e em processos industriais (radiografia industrial); Raios X - são produzidos por meio do freamento de electrões de grande energia electromagnética. O médio poder de penetração desses raios tornam-os adequados ao uso médico e industrial. Raios ultravioletas – são produzidos em grandes quantidades pelo Sol. O poder de penetração desses raios tornam-os nocivos aos seres vivos, porém, é praticamente todos absorvidos pela camada de ozónio. Luz visível – é o conjunto de radiações electromagnéticas que podem ser detectadas pelo sistema visual humano. A sensação de cor produzida pela luz está associada a diferentes comprimentos de ondas. Infravermelhos – também denominadas de radiação termal, são provenientes da emissão electromagnética de objectos ou substâncias terrestres. Microondas – radiações electromagnéticas produzidas por sistemas electrónicos. São
usadas nos radares meteorológicos e em sensores a bordo de satélites. Ondas de rádio – conjunto de energia utilizada principalmente em telecomunicação .
Variação espácio-temporal da radiação solar
Radiação solar global corresponde a toda a radiação solar que incide, de forma directa e difusa, sobre a superfície da Terra.
Na distribuição da radiação global no território continental é possível identificar contrastes entre:
· O norte e o sul,
· O litoral e o interior (oeste e este), 
· Áreas de maior e de menor altitude,
– O norte e o sul, verificando-se um decréscimo em latitude, pois a radiação é mais elevada no sul do país, havendo uma diminuição para norte;
– O litoral e o interior (oeste e este), pois a radiação é inferior no litoral e superior no interior, isto é, aumenta do litoral para o interior;
– Áreas de maior e de menor altitude, sendo as regiões de maior altitude as registam uma redução da radiação solar global.
Os factores responsáveis pelos contrastes na distribuição da radiação solar global são:
· latitude;
· influência do relevo (altitude e orientação das montanhas em relação aos raios solares), 
· influência da proximidade ou afastamento do mar (continentalidade).
 A insolação e a radiação solar global registam uma variação espacial, que pode ser justificada por:
– Latitude: a menor latitude do sul do continente faz com que o ângulo de incidência seja menor, logo a
radiação solar e a insolação serão mais elevados do que o que se verifica no norte;
– Altitude: os lugares com maior altitude estão associados ao aumento da nebulosidade, o que reflecte uma diminuição dos valores de insolação e de radiação solar. Assim, à medida que a altitude aumenta assiste-se a um aumento da nebulosidade e, consequentemente, uma reduçãoda insolação e da radiação solar;
– Orientação das vertentes: as vertentes viradas a norte são umbrais pois o ângulo de incidência dos raios solares é menor e as vertentes voltadas a sul são soalheiras uma vez que apresentam um ângulo de incidência mais elevado;
– Proximidade/afastamento do mar (continentalidade): o litoral, devido à maior proximidade do mar (fonte de vapor de água) regista, ao longo do ano, uma maior nebulosidade do que o interior, sobretudo nas regiões localizadas a norte do rio Tejo. Como as nuvens absorvem e reflectem parte da radiação solar incidente, as regiões próximas do mar registam uma menor insolação e uma menor intensidade da radiação solar do que as mais afastada .
Variação espácio-temporal da Temperatura do Ar. 
 A temperatura do ar é variável, no tempo e no espaço. Pode ser regulada por vários fatores, que são os controlos da temperatura:
· Radiação,
· Advecção de massas de ar,
· Aquecimento diferencial da terra e da água,
· Correntes oceânicas,
· Altitude,
· Posição geográfica.
Controles radiacionais
 Factores que influem no balanço local de radiação e consequentemente na temperatura local do ar incluem: latitude, hora do dia e dia do ano, que determinam a altura do sol e a intensidade e duração da radiação solar incidente; cobertura de nuvens, pois ela afecta o fluxo tanto da radiação solar como da radiação terrestre e a natureza da superfície, pois esta determina o albedo e a percentagem da radiação solar absorvida usada para aquecimento por calor sensível e aquecimento por calor latente. Em consequência destes factores, a temperatura do ar é usualmente maior nos trópicos e menor em latitudes médias, maior em Janeiro que em Julho (no Hemisfério Sul), durante o dia que à noite, sob céu claro do que nublado (durante o dia) e com solo descoberto ao invés de coberto de neve e quando o solo está seco ao invés de húmido.
 O ciclo anual de temperatura reflecte claramente a variação da radiação solar incidente ao longo do ano. Por isso, na faixa entre os trópicos de Câncer e Capricórnio, as temperaturas médias variam pouco durante o ano, enquanto em latitudes médias e altas grandes contrastes de temperatura entre inverno e verão são observados.
Em latitudes médias e altas a variação da temperatura média mensal está atrasada em aproximadamente 1 mês em relação à variação da insolação, o que reforça o fato de que a radiação solar não é o único factor que determina a temperatura. Assim, por exemplo, no Paraná o mês mais frio é Julho e o mês mais quente é Fevereiro. Em cidades costeiras, com maior influência marítima, essa defasagem é um pouco maior e a amplitude da variação anual da temperatura é reduzida.
Ciclo anual da temperatura média de alguns estados brasileiros. O ciclo diurno da temperatura reflecte a variação da radiação ao longo do dia. Tipicamente, a menor temperatura ocorre próximo ao nascer do sol, como resultado de uma noite de resfriamento radioactivo da superfície da Terra. A temperatura mais alta ocorre usualmente no começo ou meio da tarde, enquanto o pico de radiação ocorre ao meio dia.
 A defasagem entre temperatura e radiação resulta principalmente do processo de aquecimento da atmosfera. O ar absorve pouca radiação solar, sendo aquecido principalmente por energia provinda da superfície da Terra. A taxa com a qual a terra fornece energia à atmosfera, contudo, não está em balanço com a taxa com a qual a atmosfera irradia calor. Geralmente, durante umas poucas horas após o período de máxima radiação solar, o calor fornecido pela Terra à atmosfera é maior que o emitido pela atmosfera para o espaço. Em consequência, geralmente a temperatura do ar é máxima a tarde.
 A amplitude do ciclo diurno pode ser afectada por vários factores. Amplitude de variação da altura do sol durante o dia, que é maior em latitudes baixas que em altas. De fato, nos trópicos a diferença de temperatura entre dia e noite é frequentemente maior que o contraste inverno-verão. A nebulosidade diminui a amplitude da variação porque durante o dia as nuvens bloqueiam a radiação solar, reduzindo o aquecimento e à noite as nuvens retardam a perda de radiação pela superfície e o ar e reirradiam calor para a Terra. Localidades costeiras podem ter menores variações de temperatura durante o dia. Durante 24 horas o oceano se aquece tipicamente menos que 1ºC. Portanto, o ar acima dele também tem pequena variação e localidades a sotavento do oceano apresentam menor amplitude do ciclo diurno.
 Advecção de massas de ar
 A advecção de massas de ar se refere ao movimento de uma massa de ar de uma localidade para outra. A advecção de ar frio ocorre quando o vento sopra através das isotermas de uma área mais fria para outra mais quente, enquanto na advecção de ar quente o vento sopra através das isotermas de uma região mais quente para uma mais fria. Isotermas são linhas traçadas sobre um mapa, que unem pontos com mesma temperatura do ar. A advecção de massa de ar ocorre quando uma massa de ar substitui outra com diferentes características de temperatura.
A advecção de massas de ar pode compensar ou mesmo sobrepor-se à influência da radiação sobre a temperatura podendo, por exemplo, causar a queda da temperatura num início de tarde, apesar do céu claro.
Aquecimento diferencial da terra e da água
 O aquecimento da superfície da Terra controla o aquecimento do ar sobrejacente. Portanto, para entender variações nas temperaturas do ar, deve-se examinar as propriedades das várias superfícies, que reflectem e absorvem energia solar em quantidades diferentes. O maior contraste é observado entre terra e água. A terra aquece mais rapidamente e a temperaturas mais altas que a água e resfria mais rapidamente e a temperaturas mais baixas que a água. Variações nas temperaturas do ar são, portanto, muito maiores sobre a terra que sobre a água.
Há vários factores que contribuem para o aquecimento diferencial da terra e da água. Uma importante razão para que as temperaturas da superfície da água aumentem e diminuam mais vagarosamente que as da superfície da terra é o fato que a água é altamente móvel. Quando é aquecida, a turbulência distribui o calor através de uma massa bem maior. A variação diurna de temperatura na água alcança profundidade de 6 metros ou mais e a variação anual pode atingir de 200 a 600 metros.
Por outro lado, o calor não penetra profundamente no solo ou rocha; ele permanece numa fina camada superficial, pois deve ser transferido pelo lento processo de condução. Consequentemente, variações diurnas são muito pequenas além da profundidade de 10cm e as variações anuais atingem apenas 15m. Portanto, uma camada mais grossa de água é aquecida a temperaturas moderadas durante o verão, enquanto uma fina camada de terra é aquecida a temperaturas mais elevadas. No inverno, a fina camada de terra aquecida durante o verão resfria-se rapidamente. Na água o resfriamento é mais lento, pois a camada superficial resfriada vai sendo substituída pela água mais aquecida subjacente, até que uma grande massa seja resfriada.
Como a superfície da terra é opaca, o calor é absorvido somente na superfície. A água, sendo mais transparente, permite que a radiação solar penetre à profundidade de vários metros.
 O calor específico (a quantidade de calor necessária para aumentar de 1° C uma massa de 1g da substância) é quase 3 vezes maior para a água que para a terra. Assim, a água necessita de bem mais calor para aumentar sua temperatura na mesma quantidade que a terra, para uma mesma quantidade de massa.
 A evaporação (que é um processo de resfriamento) é bem maior sobre a água que sobre a superfície da terra.
Devido às propriedades acima descritas, localidades costeiras que sofrem a influência da presença da água, apresentam menores variações anuais de temperatura. Numa escala diferente, a influência moderadora da água pode também ser demonstrada quando se comparam variações de temperatura no Hemisfério Norte (HN) e no Hemisfério Sul (HS). O HN é coberto por 61% de água; a terra ocupa os outros 39%. O HS temapenas 19% de terra, com 81% de água. Entre 45° N e 70° N há mais terra do que água, enquanto entre 40° S e 65° S quase não há terra. A tabela 3.3 abaixo mostra que as variações anuais de temperatura são consideravelmente menores no HS que no HN.
Correntes oceânicas
 Os efeitos de correntes oceânicas sobre as temperaturas de áreas adjacentes são variáveis. Correntes oceânicas quentes que se dirigem para os pólos tem efeito moderador do frio. Um exemplo famoso é a corrente do Atlântico Norte, uma extensão da corrente do Golfo (quente) que mantém as temperaturas mais altas no oeste da Europa do que seria esperado para aquelas latitudes. Este efeito é sentido mesmo no interior do continente devido aos ventos dominantes de oeste.
 O efeito de correntes frias é mais pronunciado nos trópicos ou durante o verão em latitudes médias. A corrente de Benguela, por exemplo, é responsável por ser a cidade de Walvis Bay (23° S), na costa oeste da África, 5°C mais fria no verão que Durban (29° S), na costa leste da África do Sul. Principais correntes oceânicas. Correntes que se movem para os pólos são quentes e correntes que se movem para o equador são frias.
Altitude
 A diferença de temperatura média anual entre Curitiba, a uma altitude de 945m e temperatura média de 16.5° C, e Paranaguá, a uma altitude de 5m e com temperatura média anual de 21.1° C pode ser entendida através de diferença de altitudes. A diminuição vertical média da temperatura na troposfera é de 6.5° C por km. Contudo, a diferença não é totalmente explicada pela taxa de variação vertical, pois neste caso poderíamos esperar que Curitiba fosse 6.1° C mais fria que Paranaguá, enquanto a diferença é apenas 4.6° C. O fato da temperatura em lugares com maior altitude ser maior que a calculada através da taxa de variação vertical resulta da absorção e reirradiação da energia solar pela superfície do solo.
 Além de influir sobre a temperatura média a altitude também influi sobre a amplitude do ciclo diurno. Como a densidade do ar também diminui com a altitude, o ar absorve e reflecte uma porção menor de radiação solar incidente. Consequentemente, com o aumento da altitude intensidade da insolação também cresce, resultando num rápido e intenso aquecimento durante o dia. À noite, o resfriamento é também mais rápido.
 Posição geográfica
 A posição geográfica pode ter grande influência sobre a temperatura numa localidade específica. Uma localidade costeira na qual os ventos dominantes são dirigidos do mar para a terra e outra na qual os ventos são dirigidos da terra para o mar podem ter temperaturas consideravelmente diferentes. No 1° caso, o lugar sofrerá a influência moderadora do oceano de forma mais completa enquanto o 2° terá um regime de temperatura mais continental, com maior contraste entre as temperaturas de inverno e verão. Outro aspecto a ser considerado é a ação das montanhas como barreiras. Localidades não tão distantes do mar e a sotavento do mar podem ser privadas da influência marítima pela existência de uma barreira de montanhas.
Gráficos/figuras
 
 1- Espectro electromagnético 
2- Gráfico da variação espácio-temporal da radiação solar e da temperatura do ar
 3 .Correntes oceânicas 
Referências Bibliográficas
AYOADE, J.O. Introdução à Climatologia para os Trópicos. Rio de Janeiro, Editora Bertrand Brasil, 1996.
 MENDONÇA, F. A.; DANNI-OLIVEIRA, I.M. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São Paulo, Oficina de Textos, 2007
Meteorologia:noções básicas/Rita Yuri Ynoue…[et al]---são paulo:Oficina de textos,2017.outros autores:Michelle S.Reboita,Tercio Ambrizzi,Gyrlene A.M. da Silva
 
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BALANÇO DE RADIAÇÃO NA TERRA E O EFEITO DA ATMOSFERA
 
VARIAÇÃO ESPÁCIO
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TEMPORAL DA RADIAÇÃO SOLAR
 
VARIAÇÃO ESPÁCIO
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TEMPORAL DA TEMPERATURA DO AR
 
 
 
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