Movimentos Atmosféricos relações astronômica

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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar – CCTA 
Movimentos Atmosféricos – relações astronômicas entre o Sol e a Terra
Profª. Virgínia
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Considerações Cosmológicas
Universo Milhões e milhões de km
Universo Incontáveis galáxias Via Láctea.
Via Láctea 100.000 A. L. de Comp x 10.000 A. L. de espessura. 
Via Láctea contém 150 bilhões de estrelas, além de matéria interestelar (gases e partículas de poeira cósmicas) 
Via Láctea gira num período de ~220 milhões de anos. O Sol está girando em volta de centro galáctico a uma velocidade de ~290 km s-1 
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Fonte: VIANELLO-ALVES, 1991 (ALARSA, F. et al, 1982)
O SOL:
D=~1.400.000 km, massa=1,41g/cm3 = 333.000 x a massa da Terra
Matéria solar encontra-se num estado gasoso; por causa da Temp. elevadas
Esses gases apresentam peculiaridade de um outro estado da matéria, denominado plasma. Principais elementos: Hidrogênio(75%) e Hélio(23%)
Em relação ao homem, o Sol = 1,989x1027 Toneladas.
Em função dessa “enorme” massa, o campo gravitacional de grande intensidade, sendo o astro central do Sistema Planetário: o Sistema Solar.
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D=~1.400.000 km, massa=1,41g/cm3 = 333.000 x a massa da Terra
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Sistema solar
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A TERRA:
- Núcleo: externo 2.000km de espessura em estado líquido e um núcleo interno com 
1.200km de raio, em estado sólido. Constituído: ferro e níquel.
- Manto: espessura de ~ 3.000km. Temp. elevadíssima, estado praticamente líquido.
(vulcões lançam matérias proveniente do manto). As temp. diferenciadas justificam o 
estado de permanente movimentação, que resulta em vulcanismo.
Crosta: espessura variável, ~40km. É a parte sólida da Terra sendo constituída de 
Rochas e minerais. Oxigênio(47%) e o silício(28%).
- Atmosfera: a parte mais externa.
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Fonte: 2012 A ERA DE OURO- C. Torres e S. Zanquim
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Fonte: 2012 A ERA DE OURO- C. Torres e S. Zanquim
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Movimentos Atmosféricos – relações astronômicas entre o sol e a Terra
HN ou Boreal - HS ou Austral
Rotação (dia/noite) e translação (afélio e periélio)
Meridiano – semiplano N-S que intercepta a sup. da terra
Zênite-nadir (ZZ’)
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Fonte: Suplemento de Cartografia – GEO – 6 ano
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Latitude
Norte-Sul
0º a 90º N ou 0º a+90º        
             
0º a 90º S ou 0º a - 90º 
Longitude
Leste-oeste
0º a 180º W Gr. ou 0º a - 180º                      
0º a 180º E Gr. ou 0º a + 180º 
Greenwich
Na Conferência Internacional Meridiana, realizada em Washington em outubro de 1884
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Fonte: Unidade I do Prof Henrique de Melo Lisboa
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Fonte: Livro – GEO – 6 ano
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Escalas de estudo da agrometeorologia
Temporal
Espacial
Escala Temporal
Relacionado principalmente a:
Rotação e translação da terra
Afélio – quando a Terra se encontra mais
distante do Sol (cerca de 1,52.108 km) (04/07)
Periélio – quando a Terra se encontra mais
próxima do sol (cerca de 1,47.108 km) (03/01)
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Rotação da Terra ... Escala diária
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Translação ... Variação estacional ... Estações do ano
23º27’
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No Periélio, a distância Terra-Sol (D) é da ordem de 1,47*108 km – 3/jan
Estações do ano –inclinação do equador terrestre
No Afélio, a distância Terra-Sol (D) é da ordem de 1,52*108 km – 4/jul
A distância média Terra-Sol (d) é denominada UNIDADE ASTRONÔMICA (UA) = 1,496*108 km; 4/abr e 5/out
Em virtude da forma elíptica da órbita Terrestre
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Movimento anual aparente do Sol na direção Norte-Sul, associado à variação de sua Declinação, devido à obliqüidade do eixo terrestre em relação ao plano da Eclíptica
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Declinação solar
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Fonte: Cadernão-GEO – 6 ano
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Efeméride: Solstício de inverno no Hemisfério Sul (de verão no HN) – ocorre normalmente no dia 22/06, sendo esse o início do inverno. Nessa data, o fotoperíodo é mais longo no HN (>12h) e mais curto no HS (<12h). Na linha do Equador, fotoperíodo é igual a 12h.
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Efeméride: Solstício de verão no Hemisfério Sul (de inverno no HN) – ocorre normalmente no dia 22/12, sendo esse o início do verão. Nessa data, o fotoperíodo é mais longo no HS (>12h) e mais curto no HN (<12h). Na linha do Equador, fotoperíodo é igual a 12h.
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Efeméride: Equinócios – ocorre em média nos dias 21/03 (de outono), sendo esse o início do Outono, e 23/09 (de primavera), sendo que nessa data se dá o início da Primavera. Nessas datas, o fotoperíodo é igual a 12h em todas as latitudes do globo terrestre.
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Afeta, principalmente:
Disponibilidade de radiação solar
Fotoperiodo
REGIÃO EQUATORIAL (N 12 h e Qo entre 33 e 38 MJm-2d-1)
LATITUDE DE 30o (N entre 10 e 14 h e Qo entre 18 e 44 MJm-2d-1)
REGIÃO POLAR (N entre 0 e 24 h e Qo entre 0 e 48 MJm-2d-1)
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Nos Pólos, durante o verão, o sol nunca se põe no horizonte (N=24h)
No Equador, o Sol ora fica ao sul do observador e ora ao norte. Além disso, o Sol passa a pino duas vezes por ano nessa região (Equinócios)
Na latitude de 23o27´ Sul, o Sol passa a pino na região somente uma vez por ano (Solstício de verão). Nas demais épocas do ano o obs. vê sempre o sol ao norte
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Tempo e Clima
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O Sistema Equatorial Celeste
ascensão reta ( ou AR): ângulo medido sobre o equador, com origem no meridiano que passa pelo ponto Áries, e extremidade no meridiano do astro. A ascensão reta varia entre 0h e 24h (ou entre 0° e 360°) aumentando para leste. O Ponto Áries, também chamado Ponto Gama (), ou Ponto Vernal, é um ponto do equador, ocupado pelo Sol no equinócio de primavera do hemisfério norte, isto é quando o Sol cruza o equador vindo do hemisfério sul (geralmente em 22 de março de cada ano). 
declinação (δ): ângulo medido sobre o meridiano do astro (perpendicular ao equador), com origem no equador e extremidade no astro. A declinação varia entre -90° e +90°. O complemento da declinação se chama distância polar .
O Triângulo Astronômico: É um triângulo situado na esfera celeste, que tem como vértices o Pólo Celeste, o Sol e o Zenite correspondendo ao local de observação.
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Sistema de coordenadas celestes
Sistema equatorial de coordenadas celestes
Coordenadas: ascensão reta e declinação do astro.
Coordenadas celestes no sistema equatorial. (g = ponto vernal; AA’ = δ= declinação solar; A’γ = ascensão reta; R = raio vetor do astro; R’ = projeção do raio vetor; γA’γ = Equador celeste). (Fonte TUBELIS e NASCIMENTO, 1984)
A declinação do astro é o ângulo entre o raio vetor Terra-Astro e o PEC.
Para o caso do Sol, a declinação (δ) varia de 0 a +23 º27’ (Sol no HNC) e de 0 a –23°27’ (Sol no HSC). Quando δ = 0 implica dizer que o Sol encontra-se no PEC.
Coordenadas celestes no sistema equatorial. (g = ponto vernal; AA’ = δ= declinação solar; A’γ = ascensão reta; R = raio vetor do astro; R’ = projeção do raio vetor; γA’γ = Equador celeste). (Fonte TUBELIS e NASCIMENTO, 1984)
A declinação do astro é o ângulo entre o raio vetor Terra-Astro e o PEC.
Para o caso do Sol, a declinação (δ) varia de 0 a +23 º27’ (Sol no HNC) e de 0 a –23°27’ (Sol no HSC). Quando δ = 0 implica dizer que o Sol encontra-se no PEC.
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Declinação Solar e Ângulo Zenital
Declinação (δ):
é o ângulo entre o plano do Equador e o vetor posição do Sol.
ângulo horário (H): ângulo medido sobre o equador, com origem no meridiano local e extremidade no meridiano do astro. Varia entre -12h e +12h. O sinal negativo indica que o astro está a leste do meridiano, e o sinal positivo indica que ele está a oeste do meridiano. 15º por hora, 0 ao meio-dia. h=(Hora-12)15
ângulo zenital: é o ângulo compreendido entre o vetor posição do Sol e a vertical local, em um dado instante.
			cosZ=senΦ.senδ+cosΦ.cosδ.cosh	
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δ é dado em graus, e n=DDA (1 a 365)
ĥ = (H −12)×15
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Azimute do sol
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Determinação do Fotoperíodo
O fotoperíodo é a duração do dia desde o nascer até o pôr do Sol, temos que na sua trajetória aparente o Sol descreve um arco simétrico em relação ao meio-dia. Pode-se dizer, então, que N é o dobro do ângulo horário ao nascer do Sol (hn), e função da latitude e da declinação solar. O fotoperíodo (N) também pode ser calculado, considerando-se as relações astronômicas TERRA-SOL
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Fotoperíodo
Com base em suas respostas ao fotoperíodo, as plantas podem ser chamadas de:
a) Plantas de dias curtos
São aquelas que com dias de duração solar inferior a 12 ou 14 horas (dias curtos) aceleram seu ciclo, adiantando a floração, exemplos: 
milho, sorgo, mamona, feijão, algodão, etc.
Todas elas, quanto mais próximas do equador, forem cultivadas, menor o seu ciclo.
As espécies de dias curtos são originárias de regiões tropicais e subtropicais, mas por ação seletiva do homem, se tem obtido variedades precoces sob a influência de dias longos, o que permite seu cultivo nas latitudes mais altas.
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Fotoperíodo
b) Plantas de dias longos
São plantas que com dias de duração solar superior a 12 ou 14 horas (dias longos) aceleram seu ciclo, adiantando a floração, exemplo: 
trigo, aveia, cevada, linho, etc.
São originárias de regiões montanhosas de zonas temperadas e, se cultivadas próximasdo equador, aumentam o seu ciclo. 
Dentro dessa categoria de plantas, também a ação seletiva do homem tem permitido obter variedades que sob a ação de dias curtos podem ser cultivadas em regiões equatoriais.
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Fotoperíodo
c) Plantas intermediárias e plantas indiferentes
 Intermediárias – são plantas que florescem com dias de duração de 11 a 13 horas, exemplo, cana-de-açúcar.
 Indiferentes – são espécies que podem formar suas flores sob qualquer período de iluminação. São indiferentes à duração do dia, exemplo, tomate, girassol, etc.
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Fotoperíodo
O fotoperíodo é um importante fator na distribuição natural das plantas. 
Em geral, as plantas originárias de baixas latitudes exigem dias curtos para florescer, enquanto que as das altas latitudes são plantas de dias longos e quando deslocadas para baixas latitudes, não produzem flores.
Quando as plantas de baixas de latitudes são submetidas aos fotoperíodos longos das altas latitudes, continuam a crescer vegetativamente.