9 - Aula - Radiacao solar

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Prof. Dr. Luiz Gonsaga de Carvalho
Núcleo Agrometeorologia e Climatologia
DEG/UFLA
GNE 109 AGROMETEOROLOGIA
Características Espectrais da Radiação Solar
Absorção seletiva de radiação
Absorção seletiva de radiação
Absorção seletiva de radiação
O gráfico anterior mostra a irradiação espectral para cada comprimento de onda
(µm), na faixa de ondas curtas (0 – 3,2 µm, conforme a escala gráfica), ou seja, para
cada comprimento de onda tem-se a densidade de fluxo de energia emitida em kW m-2.
A curva tracejada, mostra a distribuição de energia emitida nos diferentes
comprimentos de ondas (curva espectral) por um corpo negro (padrão) à temperatura de
5900 K. Próximo à essa, apresentando pequenos desvios, tem-se a curva real, ou seja, a
da radiação solar fora da atmosfera. Verifica-se assim, que o modelo de Planck,
desenvolvido para o corpo negro, explica muito bem o comportamento da curva
espectral de um corpo real.
É interessante observar que os comprimentos de onda na faixa do visível, entre
0,36 µm a 0,76 µm, tanto na curva de radiação solar fora da atmosfera como na curva
de radiação ao nível do mar, possuem alta intensidade energética; esses comprimentos
de onda são essenciais às culturas, correspondendo a RFA (radiação fotossinteticamente
ativa).
Os “picos invertidos” que ocorrem na curva de radiação solar ao nível do mar
mostram os efeitos atenuantes de alguns gases atmosféricos, como H2O (na forma de
vapor d’água), CO2 e O3, ou seja, esses “picos” representam faixas, ou bandas
espectrais, em que a absorção atmosférica é bastante alta, reduzindo consideravelmente
a chegada da radiação solar à superfície terrestre. Isso mostra como a constituição da
atmosfera é importante para a superfície terrestre, atenuando comprimentos de ondas
que possam ser indesejáveis aos seres vivos.
Absorção seletiva de radiação
Fleagre e Businger (1980)
Absorção seletiva de radiação
Fleagre e Businger (1980)
Domínio da radiação solar
Absorção seletiva de radiação
Fleagre e Businger (1980)
Domínio da radiação solar Domínio da radiação
terrestre
Absorção seletiva de radiação
Esse segundo gráfico, conforme Fleagre e Businger (1980), é mostrada a absortância em
função dos diferentes comprimentos de onda (µm). É detalhada a absorção de radiação por alguns
gases que compõem a atmosfera, dentre os gases citados, é importante ressaltar que CH4, N2O e
CO2, são gases de grande importância, pois são responsáveis pelo efeito estufa, sendo também
chamados de gases do efeito estufa (GEE’s).
A última curva do gráfico, “Atmosfera”, é o “somatório” das curvas superiores, que mostra a
absorção de radiação pela atmosfera, onde aparecem todos os gases dos gráficos anteriores.
Observa-se que, nesse gráfico as faixas de comprimentos de ondas vão além das ondas curtas,
atingindo as ondas longas de até 30 µm.
Na faixa de ondas curtas (0 – 4,0 µm) os gases O2 e O3 são de grande importância, pois eles
absorvem grande parte dos raios ultravioleta, comprimentos de onda menores que 0,31µm. Esses
comprimentos de ondas são extremamente prejudiciais aos seres vivos, isso mostra o quanto esses
dois gases são importantes. Ainda nessa faixa de ondas curtas, o vapor d’água tem grande
influência compartilhando na absorção pela atmosfera.
Na faixa de ondas longas (maiores que 4,0 µm), tem-se grande absorção de energia pela
atmosfera. Entretanto, em alguns comprimentos de ondas a absorção de energia é mínima,
ocorrendo maior dissipação de energia para o espaço, sendo isso, uma forma que a atmosfera tem
de compensar a quantidade que ela absorve. Deve-se a isso, a função fundamental da atmosfera, de
termorreguladora do planeta. As faixas de comprimentos de ondas não absorvidas pela atmosfera,
ou de absorção mínima, são chamados de janelas da atmosfera e estão situadas próximas de 8 a
12µm, com exceção dos comprimentos em torno de 9,6 µm que são fortemente absorvidos pelo O2
e O3.
Região da radiação solar
(99 %)
Radiação de ondas curtas (OC) Radiação de ondas longas (OL)
Radiação 
ultravioleta
(9 %)
RAD. 
VISÍVEL
(40 %)
Radiação infravermelha
(51 %)
IVP IVD
0,36 m 0,76 m
(violeta) (vermelho)
Representação esquemática do espectro da radiação:
0,15 m 4,00 m 100,00 m
Violeta Azul Verde-
azulado
Verde Amarelo Laranja Vermelho
A radiação visível, vista no esquema acima é desmembrada nas 
seguintes faixas ou bandas:
0,36 0,42 0,47 0,50 0,54 0,59 0,65 0,76 (m)
Radiação Fotossinteticamente ativa (RFA)
300 400 500 600 700 800
 (nm)
Ab
so
rç
ão
430
660
Espectro de absorção da clorofila “a”
Violeta Azul Verde-
azulado
Verde Amarelo Laranja Vermelho
A radiação visível, vista no esquema acima é desmembrada nas 
seguintes faixas ou bandas:
0,36 0,42 0,47 0,50 0,54 0,59 0,65 0,76 (m)
4
1
I


Lei de Rayleigh: 
Radiação Fotossinteticamente ativa (RFA)
300 400 500 600 700 800
 (nm)
Ab
so
rç
ão
430
660
Espectro de absorção da clorofila “a”
4
1
I


Aproveitamento da radiação solar
Sistema de aquecimento de água para uso residencial e industrial
Painel coletor