RADIAÇÃO SOLAR

Prévia do material em texto

RADIAÇÃO SOLAR 
E 
TERRESTRE 
Climatologia 1 
Profª. Juliana Ramalho Barros 
Por que o céu é azul? 
Foto: Juliana R. Barros, 2007. 
Por que o céu fica alaranjado ou vermelho? 
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA (REM) 
Energia (elétrica e magnética) emitida em forma de onda por qualquer 
substância que não esteja na temperatura de zero absoluto. 
Aspecto ondulatório interessa à Meteorologia e à Climatologia. 
As radiações eletromagnéticas 
variam em função da 
freqüência e do comprimento 
da onda, suas características 
principais. 
O conjunto de todas essas radiações e a maneira como são ordenadas em 
função de seu comprimento de onda forma o ESPECTRO 
ELETROMAGNÉTICO. 
O comprimento de onda é expresso em micrômetros (μm); 
São conhecidas radiações que vão desde 0,000001 μm até vários metros. 
Existem vários tipos de radiação eletromagnética: Gama, Raios X, 
Ultravioleta, Visível, Infravermelha, Microondas e Ondas de 
rádios. 
Raios Gama e Raios X começo do espectro ondas mais curtas 
Ondas de rádio final do espectro ondas mais longas 
O olho humano detecta apenas uma 
parte do espectro 
Faixa do visível ou luz visível 
(de 0,4 μm a ~ 0,7 μm). 
Representa apenas 3% do 
espectro. 
ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO 
Raios Gama 
Infravermelho 
Raio X 
http://redin.lec.ufrgs.br/index.php/Imagem:122Raios_gama.jpg
http://redin.lec.ufrgs.br/index.php/Imagem:125Luz_visivel.jpg
http://redin.lec.ufrgs.br/index.php/Imagem:126Infravermelho.jpg
http://redin.lec.ufrgs.br/index.php/Imagem:125Luz_visivel2.jpg
http://redin.lec.ufrgs.br/index.php/Imagem:123Raios_X.jpg
Vejamos agora as partes do 
espectro que interessam para 
a Climatologia... 
e porque elas nos interessam. 
Mas antes devemos lembrar: 
• A distinção mais importante dentro do espectro 
eletromagnético é a divisão entre ondas curtas e ondas 
longas. 
• O comprimento de onda em torno de 4,0 μm é 
considerado o limite divisório. 
 
 
ULTRA-VIOLETA (UV) 
• Sua principal fonte é o Sol; 
• De 0,1 μm até 0,4 μm; 
• Dividida em UVA, UVB e UVC (mais nocivo). 
VISÍVEL (VIS) 
• De 0,4 μm até 0,7 μm; 
• Parte da radiação que o olho humano consegue captar; 
• Violeta, índigo, azul, verde, amarelo, laranja, vermelho. 
http://satelite.cptec.inpe.br/uv/ 
 
Radiações com comprimentos de onda superiores a 
0,7 μm apresentam freqüência menor que a luz 
vermelha. 
Radiações com comprimentos de onda inferiores a 
0,4 μm apresentam freqüência superior à da luz 
violeta. 
INFRAVERMELHA 
ULTRAVIOLETA 
http://www.cptec.inpe.br/ 
http://satelite.cptec.inpe.br/uv/
http://www.cptec.inpe.br/
 
INFRAVERMELHO (IR) 
• De 0,7 μm até 1000 μm; 
• Dividida em IR próximo, IR médio e IR distante (termal); 
• A radiação proveniente da Terra é completamente IR; 
• Apenas uma pequena fração da radiação solar é IR. 
http://satelite.cptec.inpe.br/home/# 
 
RADIAÇÃO SOLAR 
É a principal fonte de energia para o planeta (não de 
calor/aquecimento); 
É quase toda de ondas curtas; 
Manifesta-se de duas maneiras: 
•Luz = INSOLAÇÃO: parte da radiação visível aos olhos 
(horas); 
•Calor: noção de temperatura (calorias). 
Muita luz não significa muito calor!!! 
Por exemplo... 
RADIAÇÃO TERRESTRE 
A superfície da Terra absorve a 
radiação solar e devolve para a 
atmosfera em forma de energia 
terrestre. 
• Emissão na faixa do IR (calor); 
• Também chamada de radiação 
noturna; 
• É a radiação que, de fato, 
aquece o ar em nossa volta. 
• Entretanto, o aquecimento é 
diferenciado. 
Por quê? 
Variação do recebimento de energia solar 
A quantidade de radiação solar 
incidente no topo da atmosfera 
depende de três fatores: 
• Período do ano (TRANSLAÇÃO); 
• Hora do dia (ROTAÇÃO); 
• LATITUDE. 
A presença da atmosfera também interfere. 
 1º: Tamanho; 
 2º: Composição. 
Ao atravessar a atmosfera e mesmo quando chega à superfície terrestre, 
a radiação solar é atenuada por meio de três processos. 
1º. ABSORÇÃO 
Processo pelo qual o fluxo de radiação entra em um corpo e se 
transforma em energia térmica, aumentando a temperatura do mesmo. 
2º. REFLEXÃO 
É a capacidade de um objeto repelir a REM sem alterar as características 
do objeto ou da própria radiação. 
 
Nesse processo, a energia é desviada. 
A reflexão é o oposto da absorção; se a energia é refletida não pode ser 
absorvida. 
 
Um alvo que é um bom refletor é um pobre absorvedor. 
Todos os alvos possuem uma capacidade de refletir a 
energia ALBEDO 
 
O albedo varia de acordo com o comprimento de onda e 
com o ângulo de incidência dos raios solares. 
ÂNGULO DE INCIDÊNCIA 
 
Quanto menor o ângulo, maior é a 
fração de energia absorvida e menor 
a energia refletida. 
 
Quanto maior o ângulo, menor é a 
quantidade de energia absorvida e 
maior a fração de energia refletida. 
3º. DISPERSÃO OU ESPALHAMENTO 
A radiação é desviada, mas não há mudança no seu comprimento de 
onda. 
 
Ondas curtas sofrem maior espalhamento (pelos gases) do que ondas 
longas. 
 
As faixas do violeta e do azul sofrem maior espalhamento e por isso 
vemos o céu azul. 
O halo é um fenômeno caracterizado por um "anel" 
de luz em volta do Sol ou da Lua. 
 
Isso acontece por causa da luz que é emitida 
desses astros e acabam refletindo nos cristais de 
gelo que estão na atmosfera em nuvens. 
 
A luz refratada e refletida pelos cristais de gelo, 
pode-se dividir em cores quase próximo a um arco-
íris. Quanto ao seu tamanho, ele é variado, mas, o 
mais comum é de 22º. 
Fonte: BARROS, J. R. Aquecimento Global: como trabalhar com esse tema em sala de aula. Coleção A Escola é Nossa (Ensino Fundamental), vol. 3. São Paulo: Scipione, 2007. 
RELEMBRANDO... 
Radiação solar 
(ondas curtas) 
Radiação terrestre 
(ondas longas) 
 Os gases (partículas menores) dispersam com 
maior facilidade os comprimentos de onda azuis, 
que sofrem maior espalhamento. 
 
 No fim da tarde, ou ao nascer do Sol (raios 
oblíquos), principalmente quando há poeira, essas 
partículas dispersam com maior facilidade os 
comprimentos de onda vermelhos, que quase não 
são refletidos ao longo de sua trajetória e sofrem 
maior espalhamento. 
E, finalmente, sobre a cor do céu, podemos 
dizer que... 
http://videoseducacionais.cptec.inpe.br/ 
BALANÇO DE RADIAÇÃO 
Aprendendo um pouco sobre 
isso e revisando o que já 
vimos... 
http://videoseducacionais.cptec.inpe.br/
Agora que já conhecemos os três processos que ocorrem com a radiação, 
ao atravessar a atmosfera, precisamos lembrar que: 
MEDIÇÃO DA RADIAÇÃO 
HELIÓGRAFO 
ACTINÓGRAFO 
PIRANÔMETRO 
PIRELIÓGRAFO 
PIRGEÔMETRO 
Os instrumentos de medida da radiação solar utilizam, 
basicamente, o princípio da transformação da energia radiante 
em energia térmica. 
 
Os mais utilizados, nas estações meteorológicas, são: 
 
• Actinógrafos: medem a intensidade solar, isto é, a radiação solar de 
raios diretos, em incidência normal. São os mais precisos, mas muito 
caros. 
 
• Piranômetros: medem a radiação total, em ondas curtas vindas do 
céu, incidente numa superfície horizontal da Terra. 
 
• Pirgeômetros: medem a radiação infravermelha. 
 
• Pirradiômetros: medem, ao mesmo tempo, a radiação 
infravermelha e a radiação solar. 
 
• Heliógrafo: registra o número de horas de sol no dia.