BALANCORADIACAO_CLIMATOLOGIA

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CL43B - Climatologia Prof. Dr. Frederico Vieira
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RADIAÇÃO SOLAR E 
BALANÇO DE ENERGIA
P R O F . D R .
F R E D E R I C O M . C . V I E I R A
C L 4 3 B
CLIMATOLOGIA
 Lei de Wien #3:
 Lei de Stefan-Boltzmann + Wien: o Sol emite ondas curtas
com maior emissão em torno de 500 nm e a Terra emite
ondas longas com maior emissão em torno de 10.000 nm
Radiação solar, fotoperíodo e balanço de energia
Balanço de radiação
e energia
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Balanço de Energia
Definições gerais
 Balanço de energia: a energia captada pode
ser utilizada para aquecimento do ar e das
plantas, aquecimento do solo, dentre outros
 Balanço de energia na superfície terrestre:
Balanço de Radiação
Definições gerais
 Balanço de energia: a energia captada pode
ser utilizada para aquecimento do ar e das
plantas, aquecimento do solo, dentre outros
 Balanço de radiação: a distribuição da
radiação solar é dividida em ondas curtas
(menores que 3000 nm) e ondas longas
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 Distribuição da radiação solar na superfície terrestre:
Balanço de Radiação
Características
 Radiação de ondas curtas: sofre processos
de atenuação (absorção, difusão e reflexão)
 Balanço de ondas curtas: parte que chega
na atmosfera (Q0) atinge a superfície e outra
sofre reflexão
 Balanço de ondas longas: a superfície emite
radiação para a atmosfera, com λ maior
(acima de 3000 nm)
 Ondas curtas: 
 Qg: irradiância solar global recebida pela 
superfície, dividida em:
 Qd: radiação direta 
 Qc: radiação difusa
 rQg: radiação refletida pela superfície
 r: coeficiente de reflexão da superfície 
(para superfícies naturais, conhecido como albedo)
Balanço de Radiação
Componentes do balanço de radiação
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 Albedo na superfície terrestre:
Valores do albedo: água (r = 5%) e florestas (r = 10 a 15%) tem um albedo baixo,
enquanto que as culturas tem albedo mais elevado (r ≈ 20%). Neve e areia tem os
maiores albedos (entre 40 e 90%)
 Ondas longas: 
 Qa: fluxo de energia radiante emitida pela
atmosfera em direção a superfície, dependente da
temperatura do ar, vapor d’água e nuvens;
 Qs: fluxo de energia radiante emitida pela
superfície em direção à atmosfera, que depende da
temperatura e de sua emissividade (ℰ).
Balanço de Radiação
Componentes do balanço de radiação
Balanço de Radiação
Valores diurnos/noturnos
 Período diurno: o BOC é positivo e o BOL em 
uma superfície natural é negativo
 Período noturno: o BOC é nulo à noite e o 
BOL continua negativo
Rn: positivo durante o dia (a superfície tem 
ganho líquido de energia) e durante à noite 
assume valores negativos (perda de energia)
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Radiação solar, fotoperíodo e balanço de energia
Cálculo do balanço
de radiação
Balanço de Radiação
Equipamento para medição de Rn
 Saldo-radiômetro: duas placas
sensoras com termopares, uma
voltada para cima e outra para
baixo para BOC e BOL nos lados
 Funcionamento: o aquecimento
diferencial gera uma f.e.m. que é
proporcional ao Rn
Qg+Qa
rQg+Qs
Qg+Qa
rQg+Qs
Balanço de Radiação
Cálculo do saldo de radiação (Doorenbos & Pruitt, 1975)
• Balanço de Ondas Curtas (BOC):
ܤܱܥ ൌ ܳ݃	ሺ1 െ ݎሻ
• Balanço de Ondas Longas (BOL) – Clima úmido:
ܤܱܮ ൌ െ 4,903 ൈ 10ିଽ ∙ ܶସ ∙ 0,56 െ 0,25 ݁௔ ∙ 0,1 ൅ 0,9 ∙
݊
ܰ
ܳ݃ ൌ ܳ݋	 ܽ ൅ ܾ ∙ ݊ܰ
• Saldo de Radiação ou Radiação Líquida (MJ.m-2.d-1):
ܴ݊ ൌ ܤܱܥ ൅ ܤܱܮ

݁௦ ൌ 0,6108	 ∙ 	10
଻,ହ	∙்್ೞ
ଶଷ଻,ଷା்್ೞ	  ݁௔ ൌ ݁௦ 	 ∙ ܷܴ 100
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 Exemplo:
Dados de Ribeirão Preto (SP)
→ Latitude (Φ) : 21,18°S
→ r gramado: 0,23
→ Qo: 41,74 MJ/m².d
→ N: 13,2 horas
→ n: 9,3 horas
→ Tméd: 28,1°C (301,1 K)
→ a: 0,27
→ b: 0,52
→ UR: 45%
Resultados
→ Qg : 26,56 MJ.m-2.d-1
→ BOC: 20,45 MJ.m-2.d-1
→ es: 3,80 kPa
→ es: 1,71 kPa
→ BOL: - 6,90 MJ.m-2.d-1
→ Rn: 13,55 MJ.m-2.d-1