Radiação Solar e Fenômenos Climáticos

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6ºAula
Temperatura e 
radiação solar
Objetivos de aprendizagem
Ao término desta aula, vocês serão capazes de:
• compreender os processos de radiação sol e balanço energético;
• conhecer os principais equipamentos de medida de radiação;
• saber como ocorre os fenômenos El Niño e La Niña.
A radiação solar é um fator e um elemento climático, sendo 
assim, está totalmente ligado com as alterações do tempo e do clima. 
Os movimentos que o planeta Terra faz, juntamente com a 
latitude, promovem a mudança de radiação solar nas regiões do 
planeta. 
Para o entendimento dos processos climáticos, é de suma 
importância o estudo do balanço de radiação na atmosfera. Para 
medidas relacionadas a radiação, podem-se utilizar equipamentos 
como os actinógrafos, piranômetros e os heliógrafos. 
Os fenômenos El Niño e La Niña geram mudanças climáticas 
em várias regiões do globo, assim, conheceremos suas principais 
características. 
Bons estudos!
44Climatologia
1 - Radiação Solar
2 - Principais equipamentos de medida de radiação
3 - El Niño e La Niña
1 - Radiação Solar
O planeta Terra depende da radiação solar para sua 
existência, pois a energia que ele nos fornece possibilita 
processos físicos, como o aquecimento e a evaporação, 
processos biofísicos como a transpiração, e biológicos, como 
a fotossíntese.
Seções de estudo
Em âmbito climático, a radiação solar é classifi cada como 
um fator e um elemento do clima, um condicionante essencial 
para mudanças, tanto no clima como no tempo. 
O Sol é a fonte primária de energia que garante a existência da vida na 
Terra. A fonte da energia solar são as reações de fusão nuclear entre 
núcleos de hidrogênio, resultando em núcleos de hélio mais certa 
quantidade da energia. Essa energia é irradiada pelo Sol na forma 
de radiação eletromagnética, com uma distribuição de energia que 
cobre praticamente todas as regiões do espectro eletromagnético, 
mas que tem o seu máximo de intensidade na região que vai do 
ultravioleta ao infravermelho, com o pico no visível.
A fi gura abaixo é uma simplifi cação. A curva de distribuição da energia 
solar é muito mais rugosa, com fl utuações pronunciadas ao longo de 
toda a faixa de valores de comprimentos de onda. A curva mostrada é 
uma curva média, usada aqui para ilustrar o conceito de distribuição 
de energia. 
Radiação Solar. 
Disponível em: http://sisne.org/Disciplinas/Grad/Fisica2FisMed/aula22.pdf. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
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A energia do sol se espalha igualmente entre as quatro 
direções, gerando calor para todos corpos que os cercam. O 
que altera o calor recebido é à distância e a posição que o 
local está do sol. Assim, o ângulo de recepção da irradiância 
determina qual a incidência do local. 
Podemos chamar de zênite o ponto demarcado em uma 
superfície horizontal de um determinado local. É feito uma 
linha imaginária perpendicular a esse plano. Também se pode 
defi nir o zênite como sendo a linha imaginária de cima do 
observador, ou ponto de referência até o espaço. 
Figura 1. Zênite. 
Disponível em: http://fi sica-maniacos.blogspot.com/
2011/05/zenite.html. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
O ângulo formado entre o zênite e os raios solares é 
chamado de Ângulo Zenital (Z). Quanto menor for o Z, 
maior será a irradiância solar. Observe a fi gura 2, onde o zênite 
é defi nido pela linha vermelha, sendo a imagem retratada às 
12 horas em Equinócio. 
Na imagem 1 é formado um ângulo zenital de 0o, devido 
ao sol estar acima do ponto de referência, podendo concluir que 
esse local é na linha do equador. Na imagem 2, o ângulo zenital 
formado é de 45°, recebendo media irradiação, localizado dos 
trópicos. A imagem 3 apresenta uma região polar, na qual o sol 
se apresenta a 30°, deixando o dia com poucas horas de sol. 
Figura 2. Ângulo Zenital. 
Disponível em: https://slideplayer.com.br/slide
/365962/. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
A rotação e translação são movimentos do planeta Terra 
que geram as modifi cações de recepção de irradiância solar 
nos dias, meses e anos. 
O movimento de rotação consiste na volta do planeta 
no seu próprio eixo. O movimento de rotação permite que a 
maioria dos locais do planeta tenha dias claros e noites escuras. 
Além da luminosidade, a presença das radiações solares permite 
alterações climáticas na temperatura e na umidade do ar. 
Para o observador, o movimento de rotação da Terra é 
visto de acordo com o posicionamento do Sol no céu, tendo 
a impressão que o mesmo se movimenta sentido leste-oeste, 
assim, todos os dias vemos o nascer e o pôr do sol. 
A translação é o movimento do planeta em torno do sol 
em forma elíptica, ou seja, a luz solar chega a nosso planeta 
com intensidade diferente, devido às alternâncias de distâncias. 
A translação completa demora 365 dias e 6 horas, 
defi nindo um ano. Além de defi nir a passagem dos anos, a 
translação defi ne as quatros estações: verão, inverno, outono 
e primavera. 
Segundo Almeida (2016), o plano da eclíptica é obtido 
traçando-se linhas imaginárias ligando o centro da Terra aos 
paralelos de 23º27’(Trópicos de Câncer e Capricórnio). O 
ângulo de 23o 27’ (23,45º) formado com o plano do Equador 
é denominado de declinação solar, sendo ela variável com o 
tempo e associada ao movimento de translação.
A declinação solar durante o movimento de translação 
descreve o posicionamento do mesmo no plano da elíptica, 
promovendo dois momentos: efemérides e solstícios. 
Figura 3. Solstícios e Equinócios.
Disponível em: https://www.santo-tirso.tv/artigo/1/3756/e-com-a-primavera-
veio-tambem-o-equinocio-sabe-o-que-e/. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
O solstício é caracterizado pela inclinação do eixo da Terra 
em 23o 27´. Essa inclinação é gerada tanto para o hemisfério 
norte quanto para o sul, correspondendo aos trópicos de 
Câncer e Capricórnio. Enquanto um hemisfério está passando 
pelo solstício de verão, o outro está no solstício de inverno. 
O solstício de inverno para o hemisfério sul ocorre em 
21 de Junho, tendo um fotoperíodo com menos de 12 horas 
por dia. Então, durante o inverno recebemos menos luz solar. 
O contrário ocorre no solstício de verão, que é iniciado em 
21 ou 22 de dezembro e tem dias mais longos que as noites, 
possuindo mais de 12 horas de fotoperíodo. Na linha do 
equador o fotoperíodo se mantém em 12 horas, tanto no 
inverno quanto no verão. 
Figura 4. Solstício de verão no hemisfério Sul e Norte.
Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/7-ano/vida-e-evolucao-7-
ano/biodiversidade-ecossistemas/a/climate-article. Acesso em: 25 de setembro 
de 2019.
46Climatologia
Os Equinócios ocorrem entre 22 e 23 de setembro 
(primavera no hemisfério Sul e outono no hemisfério Norte), 
e 21 de março (outono no hemisfério Sul e primavera no 
hemisfério Norte). No equinócio a inclinação do eixo da 
Terra é de 0 o, tornando assim os dias e noites com a mesma 
duração em todas as latitudes. 
Figura 5. Declinação Solar nos Solstícios e Equinócios.
Fonte: Almeida (2016).
Além dos equinócios e solstícios, um fator limitante para 
defi nir o fotoperíodo de um local é a latitude. O sol está acima 
da linha do equador, assim vimos que, impendente da estação, 
essa região vai possuir 12 horas de dia e 12 horas de noite. As 
regiões com latitudes diferentes de zero vão sofrer alterações 
de acordo com os solstícios e equinócios, e também pela 
latitude do local. 
Tabela 1. Fotoperíodo e latitude. 
Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfi le.php/4250294/mod_resource/
content/1/Radiacao_solar_estacoes_do_ano.pdf. Acesso em: 25 de setembro de 
2019.
Portanto, quanto mais distante da linha do Equador 
maior será a alteração estacional da irradiância. Os dados de 
fotoperíodo para cada décimo quinto dia de cada mês do ano, 
de acordo com a latitude do planeta, estão demonstrados na 
Tabela 1. 
Figura 6. Solstício de verão no hemisfério Sul e Norte.
 
Disponível em: http://www.eletricistaconsciente.com.br/pontue/fasciculos/1-
introducao-e-conceitos-basicos-de-energia-fotovoltaica/conceitos-basicos-de-energia-solar/. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
O balanço de radiação é a entrada e saída de raios solares 
da atmosfera. Para que tal ação ocorra, depende de alguns 
fatores, como a atmosfera, as nuvens e a superfície. O balanço 
energético da radiação solar ocorre de acordo com a Figura 6.
Quando a radiação solar entra na atmosfera, uma parte 
é absorvida pela superfície e outra parte é refl etida para o 
espaço. A absorção da radiação pode ocorrer pela vegetação, 
que protege a superfície terrestre.
Na atmosfera existem partículas de aerossóis e gases, 
assim, a radiação se incide de modo direto, e pode sofrer 
alteração da direção. A mudança de sentido da radiação gerada 
por pequenas partículas atmosféricas é chamada de difusão. 
Quando a difusão ocorre por partículas pequenas, como 
os aerossóis, a predominância do comprimento da onda é 
mais curto, entre o azul e o violeta.
E quando a difusão ocorre por partículas maiores, como 
as de poeira, a predominância do comprimento de ondas é 
maior, entre o vermelho e o alaranjado. 
Na atmosfera, as nuvens são os principais refl etores da 
radiação solar, podendo refl etir até 80% da radiação. Esse 
fator é alterado de acordo com a espessura das nuvens. A 
capacidade média de refl exão da superfície da Terra é de 30%. 
O vapor d’água, o oxigênio e o ozônio são os principais 
componentes da atmosfera que absorvem radiação na faixa 
do infravermelho, totalizando cerca de 19% da absorção. 
Aproximadamente 51% da radiação é absorvida pela 
superfície da Terra, sendo que a maior parte é irradiada para 
fora da troposfera, na faixa do infravermelho. Referentes aos 
raios irradiados, os principais gases de absorção são o dióxido 
de carbono e o vapor d’água, que promovem o aquecimento 
do planeta através do efeito estufa. 
Por que o Céu é azul?
A resposta para essa pergunta pode ser dada a partir de um fenômeno 
físico que ocorre na atmosfera denominado de espalhamento 
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de Rayleigh. Como se sabe, a radiação solar que aquece a Terra é 
uma luz extremamente brilhosa e branca, mas composta por várias 
outras tonalidades de cor, cada qual com um comprimento de onda 
específi co. O que ocorre é que, quando a luz penetra na atmosfera, 
ela atinge os átomos de nitrogênio e oxigênio, bem como as outras 
partículas que compõem a atmosfera, dando origem ao fenômeno 
do espalhamento. 
Como sabemos, a luz é uma onda que possui vários comprimentos. 
Segundo o fenômeno físico do espalhamento, a luz solar é espalhada 
em várias direções e com várias tonalidades de cor, cada uma com 
um comprimento de onda específi co. No entanto, a onda que possui 
o comprimento da cor azul é bem mais defi nida e efi ciente do que 
as outras. 
É por esse motivo que vemos o Sol como um disco brilhante e o 
restante do céu todo azul, justamente em razão do efeito que a luz 
provoca sobre os átomos que compõem o ar. Esse fato também 
ocorre pela tarde, quando passamos a ver o céu com um leve toque 
de vermelho ou laranja, que se deve ao fato de a luz percorrer um 
caminho maior para chegar até nossos olhos.
Cor do Céu. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/
fi sica/por-que-ceu-azul.htm. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
2 - Principais equipamentos de 
medida de radiação
• Actinógrafo: o equipamento é destinado a medidas 
de radiação solar, e funciona na precisão de 15 
a 20%. O seu funcionamento se dá a partir de 
placas bi metálicas que absorvem a radiação. Os 
sensores são conectados em uma pena que dilata 
proporcionalmente com a irradiância. 
• Piranômetros: o equipamento mede a radiação solar 
e funciona a partir de termopilhas, uma preta e uma 
branca, que recebem a radiação, e através desse 
processo é medida a diferença de temperaturas. 
Existem também os sensores de fotodiodos de 
silício, que coletam medidas de solarimetria, obtendo 
a irradiância solar através de correntes elétricas 
geradas pela absorção de energia. 
• Heliógrafo: o heliógrafo não faz medida de energia. 
O equipamento é destinado a medidas de insolação, 
ou seja, de horas de radiação solar que chegou a 
superfície, ou seja, o período que a luz não foi oculta 
por nuvens. O equipamento funciona através de uma 
esfera de cristal que contém uma fi ta de papelão. A 
fi ta é queimada no momento que ocorre radiação 
direta (sem interferência de nuvens). 
3 - El Niño e La Niña
O El Niño é um fenômeno gerado pelo aquecimento 
anormal do Oceano Equatorial, que provoca mudanças na 
circulação das massas de ar. O El Niño pode gerar alterações 
nas condições meteorológicas de determinados locais, 
podendo ocorrer secas e enchentes. 
As águas do Oceano Equatorial Oeste, costa da 
Indonésia, são mais quentes que as águas do lado Leste, costa 
da América do Sul, que possui um oceano um mais frio. 
A circulação do ar que sobre do pacífi co equatorial 
central desce em direção leste-oeste, na célula de circulação de 
Walker. Devido as águas do Oeste serem mais quentes, ocorre 
grande evaporação. Os ventos alísios junto à costa Leste 
favorecem o afl oramento de águas mais frias e profundas, 
fenômeno chamado de ressurgência. 
Em anos de El Niño, os ventos alísios enfraquecem, 
com isso todo oceano pacífi co equatorial aquece, gerando 
evaporação e formando nuvens. Devido a formação de 
nuvens, a célula de Walker se parte, gerando duas células. Esse 
fenômeno gera águas quentes em toda extensão do Oceano 
Equatorial. O deslocamento das células também é alterado, 
ocorrendo o fl uxo oeste-leste de uma das células, e a outra 
se mantém no sentido leste-oeste, formando dois ramos 
descendentes. 
Figura 7. El NINO.
Disponível em: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/geografi a/infl uencia-el-
nino-no-brasil.htm. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
Infl uência do El Niño no Brasil:
Região Norte  – redução das chuvas nas porções leste e norte da 
Floresta Amazônica, caracterizando algumas estiagens cíclicas para a 
região da fl oresta e aumento de problemas com as queimadas.
Região Centro-Oeste  – aumento das chuvas durante o verão e 
elevação intensiva das temperaturas na segunda metade do ano, 
quando já faz muito calor.
Região Nordeste  – secas severas nas áreas centrais e norte da 
região Nordeste, afetando, principalmente, a região conhecida 
como  Polígono das Secas, que passa a viver crises dramáticas 
relativas à escassez hídrica.
Sudeste  – Aumento das temperaturas durante o inverno e 
intensifi cação do regime de chuvas.
Sul  – Manifestação de chuvas torrenciais, muito acima das médias 
históricas para a região, além da intensifi cação das temperaturas.
EL NIÑO. Disponível em https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/geografi a/
infl uencia-el-nino-no-brasil.htm. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
O La Niña é um fenômeno que ocorre o oposto do EL 
48Climatologia
Niño, gerando assim o resfriamento das águas do oceano 
pacífi co Equatorial. 
Devido à evaporação e os movimentos ascendentes que 
geram nuvens de precipitação, a célula de Walker fi ca mais 
alongada que o normal, ocasionado pela intensifi cação dos 
ventos alísios. 
As águas mais quentes fi cam mais represadas no lado 
Oeste do oceano pacífi co Equatorial. Esse fenômeno gera 
chuvas nessa região e também ao nordeste do oceano Índico, 
enquanto no pacífi co Central e Leste ocorre a inibição de 
chuvas.
Outro fenômeno recorrente do La Niña é a intensifi cação 
da ressurgência do oceano Equatorial leste. 
Infl uência da La Niña no Brasil
Região Norte: Aumentos na intensidade da estação chuvosa na 
Amazônia, ocasionando cheias expressivas de alguns rios da região.
Região Nordeste: Chuvas acima da média na região, justifi cando 
enchentes no litoral nordestino.
Região Centro-Oeste: Não há efeitos pronunciados nas chuvas e na 
temperatura nessa região, mas há tendências de estiagem.
Região Sudeste: Não há padrão característico de mudança das 
chuvas e nem na temperatura.
Região Sul: Estiagem em toda região, principalmente no inverno.
LA NINA. Disponível em https://agrosmart.com.br/blog
/el-nino-e-la-nina-entenda-os-fenomenos-e-impactos-no-brasil/. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
Os fenômenos La Niña e El Niño ocorrem de forma 
irregular, entre dois e sete anos, sendo que cada episódio pode 
se prolongar por meses. Segue na Tabela 2 os episódios dos 
fenômenos naturais La Niña e El Niño. 
Tabela 2. Anos de ocorrência dos fenômenos El Nino e 
La Nina.
 
Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_
arttext&pid=S1415-43662013000800013. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
Figura 8. El NINO e LA NINA.
 
Disponível em: https://www.smhi.se/en/theme/el-ni-o-and-la-ni-a-1.13054. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
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Disponível em: http://sigep.cprm.gov.br/glossario/
textos/Cicloestratigrafia_e_Milankovith.pdf. Acesso em: 25 
de setembro de 2019.
Disponível em: https://www.ige.unicamp.br/
terraedidatica/v13_3/PDF13_3/td13-3-171-1.pdf. Acesso 
em: 25 de setembro de 2019.
Vale a pena ler
MONITORAMENTO DO EL NIÑO DURANTE 
DJF-2019 – INPE. Disponível em: http://enos.cptec.inpe.
br/. Acesso em: 25 de setembro de 2019.
Vale a pena acessar
Balanço de Radiação. Disponível em: https://www.
youtube.com/watch?v=clgqmbsFnZM. Acesso em: 25 de 
setembro de 2019.
EL niño e La niña. Disponível em: https://www.
youtube.com/watch?v=oF4naKtTo6o. Acesso em: 25 de 
setembro de 2019.
Vale a pena assistir
Vale a pena
Defi nição segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais:
El Niño é um fenômeno atmosférico-oceânico caracterizado por 
um aquecimento anormal das águas superfi ciais no oceano Pacífi co 
Tropical, e que pode afetar o clima regional e global, mudando os 
padrões de vento a nível mundial, e afetando assim, os regimes de 
chuva em regiões tropicais e de latitudes médias.
La Niña representa um fenômeno oceânico-atmosférico com 
características opostas ao EL Niño, e que se caracteriza por um 
esfriamento anormal nas águas superfi ciais do Oceano Pacífi co 
Tropical. Alguns dos impactos de La Niña tendem a ser opostos 
aos de El Niño, mas nem sempre uma região afetada pelo El Niño 
apresenta impactos signifi cativos no tempo e clima devido à La Niña.
EL NIÑO E LA NIÑA. Disponível em: http://enos.
cptec.inpe.br/ Acesso em: 25 de setembro de 2019.
Retomando a aula
Ao fi nal desta sexta aula, vamos recordar sobre o que 
aprendemos até aqui.
1 - Radiação Solar
O planeta Terra depende da radiação solar para sua 
existência, pois a energia que ele nos fornece possibilita 
processos físicos, como o aquecimento e a evaporação, 
processos biofísicos como a transpiração, e biológicos, como 
a fotossíntese. 
O planeta gira em torno do sol no movimento de 
translação que, promovendo dois momentos, efemérides e 
solstícios, defi ne as estações do ano. 
Além dos equinócios e solstícios, um fator limitante para 
defi nir o fotoperíodo de um local é a latitude. A entrada e 
saída de radiação solar são promovidas através do balanço de 
radiação. 
2 - Principais equipamentos de medida de radiação
• Actinógrafo;
• Piranômetros;
• Heliógrafo.
3 - El Nino e La Nina
El Niño é um fenômeno atmosférico-oceânico 
caracterizado por um aquecimento anormal das águas 
superfi ciais no oceano Pacífi co Tropical, e que pode afetar o 
clima regional e global, mudando os padrões de vento a nível 
mundial e, assim, afetando os regimes de chuva em regiões 
tropicais e de latitudes médias. 
La Niña representa um fenômeno oceânico-atmosférico 
com características opostas ao EL Niño, e que se caracteriza 
por um esfriamento anormal nas águas superfi ciais do Oceano 
Pacífi co Tropical. Alguns dos impactos de La Niña tendem 
a ser opostos aos de El Niño, mas nem sempre uma região 
afetada pelo El Niño apresenta impactos signifi cativos no 
tempo e clima devido à La Niña.
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