Slides: Aquecimento

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Climatologia Geográfica 
Unidade 3- parte 1: O aquecimento da Terra e 
a sua atmosfera 
Prof. Andrews Lucena 
Geografia - UFRRJ 
“Então Josué falou ao SENHOR, no dia em que o SENHOR deu os 
amorreus nas mãos dos filhos de Israel, e disse na presença dos 
israelitas: SOL, DETÉM-TE EM GIBEOM, E TU, LUA, NO VALE DE 
AJALOM. 
E O SOL SE DETEVE, E A LUA PAROU, até que o povo se vingou de 
seus inimigos. Isto não está escrito no livro de Jasher? O sol, pois, 
se deteve no meio do céu, e não se apressou a pôr, QUASE UM DIA 
INTEIRO. 
E não houve dia semelhante a este, nem antes nem depois dele, 
ouvindo o SENHOR assim a voz de um homem; porque o SENHOR 
pelejava por Israel. 
 
Josué 10:12-14”. 
 
 
“E Ezequias disse a Isaías: Qual é o sinal de que o SENHOR me 
sarará, e de que ao terceiro dia subirei à casa do SENHOR? 
Disse Isaías: Isto te será sinal, da parte do SENHOR, de que o 
SENHOR cumprirá a palavra que disse: ADIANTAR-SE-Á A SOMBRA 
DEZ GRAUS, OU VOLTARÁ DEZ GRAUS ATRÁS? 
Então disse Ezequias: É FÁCIL QUE A SOMBRA DECLINE DEZ 
GRAUS; NÃO SEJA ASSIM, MAS VOLTE A SOMBRA DEZ GRAUS 
ATRÁS. 
Então o profeta Isaías clamou ao SENHOR; E FEZ VOLTAR A 
SOMBRA DEZ GRAUS ATRÁS, PELOS GRAUS QUE TINHA 
DECLINADO NO RELÓGIO DE SOL DE ACAZ. 
 
2 Reis 20:8-11. 
 
 
Roteiro de aula 
1. Temperatura e transferência de calor: 
 Temperatura e calor; 
 Escalas de Temperatura; 
 Calor Latente; 
 Condução; 
 Convecção; 
 Radiação. 
2. Balanço Térmico - Absorção, Emissão e Equilíbrio: 
 Absorvedores Seletivos e o Efeito Estufa Atmosférico; 
 Intensificares do Efeito Estufa; 
 O Aquecimento do Ar de Baixo para Cima; 
3. A Energia Solar: 
 O Balanço Energético Anual da Terra; 
 A Energia Solar e a Aurora; 
 Por que a Terra tem Estações; 
 Estações no Hemisfério Norte; 
 Estações no Hemisfério Sul; 
1. Temperatura e transferência de calor 
1. Temperatura e transferência de calor 
Comparação das escalas 
Kelvin, Celsius e Fahrenheit 
1. Temperatura e transferência de calor 
E o calor latente? 
1. Temperatura e transferência de calor 
Calor latente (definições): 
É a quantidade de calor recebida ou cedida por um 
corpo, na qual, durante a sua troca, o corpo não 
experimenta variação de temperatura. Em lugar 
disto, ele muda de fase; 
É o calor sustentador do vapor durante o processo 
de transferência; 
É a energia calorífica necessária para fazer com 
que uma substância mude seu estado. 
 
1. Temperatura e transferência de calor 
Calor latente liberado ou absorvido 
1. Temperatura e transferência de calor 
1. Temperatura e transferência de calor 
1. Temperatura e transferência de calor 
Convecção: 
Térmicas – bolhas de ar aquecidas que sobem; 
Circulação convectiva – é o ciclo entre a saída de 
ar quente e a entrada de ar frio na vertical, ou seja, 
é a convecção (troca vertical de calor); 
Vento – movimento horizontal da circulação; 
Advecção – quando o vento carrega com ele as 
propriedades do ar de uma área para a outra no 
sentido horizontal; 
Qualquer ar que sobe vai expandir e resfriar, 
qualquer ar que desce vai se comprimir e aquecer. 
1. Temperatura e transferência de calor 
1. Temperatura e transferência de calor 
Radiação 
A radiação caracteriza-se como correntes de 
partículas ou fótons que são pacotes discretos 
de energia; 
Estas ondas não precisam de moléculas para se 
propagar. No vácuo elas viajam à velocidade 
da luz; 
A insolação é parte da radiação solar que 
atinge a superfície terrestre, após os processos 
de filtragem seletiva da atmosfera (absorção, 
difusão e reflexão); 
 
1. Temperatura e transferência de calor 
1. Temperatura e transferência de calor 
1. Temperatura e transferência de calor 
1. Temperatura e transferência de calor 
Por causa de sua 
temperatura: 
 O sol emite em ondas 
curtas; 
 A Terra emite em ondas 
longas. 
1. Temperatura e transferência de calor 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
Se a Terra e todas as coisas estão 
sempre emitindo energia, porque não 
ficam mais frias? 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e equilíbrio: 
Absorção da radiação pelos gases da atmosfera 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
Aquecimento da Terra com e sem os gases do 
efeito estufa 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
Intensificação do efeito estufa: 
Modelos de Circulação Geral (GCM) 
Vapor d’água - feedback positivo 
As nuvens - feedback negativo 
• Feedback é um processo no qual uma mudança 
inicial no processo tende ou a reforçar o 
processo (feedback positivo) ou a enfraquecer 
este processo (feedback negativo). 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
Aquecimento do ar de baixo para cima: 
Condução 
ineficaz, pois o ar é um mal condutor de calor; 
Seu aquecimento se dá apenas na parte mais 
próxima do solo. 
Convecção livre (Térmicas) 
o ar se expande quando aquecido e sobe, o ar mais 
frio desce e toma seu lugar; 
Se o ar que sobe estiver úmido haverá condensação 
e conseqüentemente liberação de calor latente de 
condensação (aquecimento). 
2. Balanço de energia – absorção, emissão e 
equilíbrio: 
Aquecimento do ar de baixo para cima: 
Radiação 
a Terra emite radiação infravermelha que é 
absorvida e reemitida pelos gases do efeito estufa 
(vapor e CO2); 
Este é o processo mais eficiente para o 
aquecimento da Terra e da atmosfera. 
 
3. A energia solar: 
A energia solar, no topo da atmosfera, recebida 
numa superfície perpendicular aos raios 
solares, apresenta-se razoavelmente constante 
a aproximadamente duas calorias por 
centímetro quadrado a cada minuto - 
CONSTANTE SOLAR (2 cal. cm2. min1.) – 
é a média recebida; 
 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
Por que o céu é azul e as nuvens são 
brancas? 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
Por que o céu não é violeta e o pôr do sol é 
vermelho? 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
Energia solar no topo da atmosfera 
3. A energia solar: balanço anual 
O balanço anual de energia no sistema Terra-
atmosfera 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
“Então Josué falou ao SENHOR, no dia em que o SENHOR deu os 
amorreus nas mãos dos filhos de Israel, e disse na presença dos 
israelitas: SOL, DETÉM-TE EM GIBEOM, E TU, LUA, NO VALE DE 
AJALOM. 
E O SOL SE DETEVE, E A LUA PAROU, até que o povo se vingou de 
seus inimigos. Isto não está escrito no livro de Jasher? O sol, pois, 
se deteve no meio do céu, e não se apressou a pôr, QUASE UM 
DIA INTEIRO. 
E não houve dia semelhante a este, nem antes nem depois dele, 
ouvindo o SENHOR assim a voz de um homem; porque o SENHOR 
pelejava por Israel”. 
Josué 10:12-14. 
 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
Alguns conceitos: 
Afélio – ponto em que a Terra se encontra mais 
afastada do Sol (151.200.000 km); 
Periélio – ponto em que a Terra se encontra mais 
próxima do sol (146.080.000 km); 
Solstício – época do ano emque o sol se encontra em 
sua maior declinação, quer no hemisfério sul ou norte; 
Equinócio (“noites iguais”) – ponto localizado ao 
longo da órbita terrestre eqüidistante do sol, quase a 
meio caminho dos solstícios. 
 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
As quatro estações 
3. A energia solar: 
Os solstícios de verão e inverno 
3. A energia solar: 
Luz solar que atinge uma superfície em um ângulo inclinado 
está espalhada por uma área maior que a luz solar que atinge 
a superfície diretamente 
3. A energia solar: 
A insolação ao meio dia no verão (à esquerda) e no 
inverno (à direita) 
3. A energia solar: 
No verão os raios solares estão mais altos (a superfície 
se aquece mais). No inverno acontece o contrário. 
3. A energia solar: 
Em função da inclinação, os dias no verão são mais longos. O 
extremo deste fenômeno pode ser visto acima dos Círculos Polares 
Ártico e Antárico (latitude = 66º 32´ 30´´) - Sol da meia noite . 
3. A energia solar: 
O desenvolvimento da 
noite sobre a Europa no 
verão (12-17h) – o 
fenômeno do sol da meia 
noite. 
3. A energia solar: 
O desenvolvimento da 
noite sobre a Europa no 
verão (18-23h) – o 
fenômeno do sol da meia 
noite. 
3. A energia solar: 
O desenvolvimento da 
noite sobre a Europa no 
verão (meia noite-5h) – o 
fenômeno do sol da meia 
noite. 
3. A energia solar: 
O desenvolvimento da 
noite sobre a Europa no 
verão (5-11hh) – o 
fenômeno do sol da meia 
noite. 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
3. A energia solar: 
Ventos na atmosfera e correntes nos 
oceanos! 
3. A energia solar: 
A radiação solar média anual (linha vermelha) absorvida pelo solo 
e a atmosfera, juntamente com o radiação infravermelha média 
anual (linha azul) emitida pela Terra e a atmosfera.