CL43B - Climatologia Prof. Dr. Frederico Vieira

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INTRODUÇÃO À

RADIAÇÃO SOLARRADIAÇÃO SOLAR

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 BCLIMATOLOGIA

Radiação solar, fotoperíodo e balanço de energia

Radiação solarRadiação solar

Radiação SolarRadiação SolarIntrodução e leis importantes

Conceito 1: energia radiante, maior fonte deenergia para a Terra, principal elementometeorológico

Conceito 2: influência direta no tempo e noclima

Influências: físicos (aquecimento, evapora-ção), biofísicos (transpiração) e biológicos (fo-tossíntese)

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Lei do inverso do quadrado da distância:

Enunciado: a energia recebida em uma superfície éinversamente proporcional ao quadrado da distância entre afonte emissora e a superfície receptora;

Na prática: com a variação das distâncias entre Terra e Sol,varia também a radiação recebida pelo planeta

Periélio e Afélio:

Periélio: quando a Terra se encontra mais próxima do Sol (1,47 . 108 km),acarretando maior velocidade de translação. Neste ano (2013), o periélioocorreudia02 de janeiro, às05 horas;

Afélio: quando a Terra se encontra mais distante do Sol (1,52 . 108 km),acarretando menor velocidade de translação. Neste ano (2013), teremos oafélio dia5 de julho, às 15 horas.

Efemérides - solstícios e equinócios:

Solstícios: quando a Terra atinge sua maior declinação. No inverno (2013 –21 de junho, às 05:04), o HS possui dia mais curto; no verão (2013 – 21 dedezembro, às17:11), o HSpossui dia mais longo;

Equinócios: quando o Sol cruza o plano do equador celeste. Tanto naprimavera (2013 – 22 de setembro, às 20:44), quanto no outono (2013 –20 de março, às 11:02), o dia possui12 horasde duração.

Solstício de verão (HS) Equinócio

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Irradiância vs. EfeméridesIrradiância vs. Efemérides

RADIAÇÃO SOLAR x LATITUDE

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

J AN FEV MAR AB R M AI JUN J UL AGO S ET OUT NOV DEZ

Meses

Qo

(MJm

-2d-1

)

10S 20S30S 40SEquador

Irradiância solar extraterrestre (Q0): energia disponível em umdia, em dada latitude, sem se considerar os efeitos atenuantesda atmosfera. Varia ao longo do ano e entre latitudes:

DoisVizinhos: 25,69ºS

Irradiância vs. EfeméridesIrradiância vs. Efemérides

Irradiância Solar Extraterrestre (-22,7o)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19Horário

Iz (W

/m2 )

SI

EQ

SV

Latitude

SI : solstício de inverno

EQ: equinócios

SV: solstício de verão

Espectros da LuzEspectros da Luz

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Cores da luzCores da luz

Lei de Stefan-Boltzmann #1:

Enunciado: todo corpo acima de 0K emite energia radiativa eque a densidade de fluxo desta energia emitida é proporcionalà 4ª potência da temperatura absoluta deste corpo

E = T4

Lei de Wien #1:

Enunciado: o produto entre a temperatura absoluta de umcorpo e o comprimento de onda de máxima emissãoenergética é uma constante, isto é:

(máx = 0,5 m = 500 nm = Ondas Curtas)

(máx = 10 m = 10.000 nm = Ondas Longas)

T max = 2,9 × 106 nmK

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Lei de Wien #2:

Enunciado: ou seja, quanto menor a temperatura, maior ocomprimento de onda de máxima emissão. Desta forma, oscomprimentos de onda emitidos pela Terra (T = 300K ou27ºC) são considerados de ondas longas, enquanto que o Sol(T = 6000K ou 5727 ºC) são considerados ondas curtas

Lei de Wien #3:

Lei de Stefan-Boltzmann + Wien: o Sol emite ondas curtascom maior emissão em torno de 500 nm e a Terra emiteondas longas com maior emissão em torno de 10.000 nm

Sessão Curiosidade: os animais enxergam cores?ESPÉCIE CORES

BOVINOS

ENXERGAM MELHOR O LARANJA, VERMELHO E

AMARELO-VERDE; MENOR VISIBILIDADE PARA O VIOLETA

EQUINOS NÃO DISTINGUEM VERMELHO, AMARELO E CINZA

AVES MAIS CORES QUE OS HUMANOS, INCLUINDO O UV

SUÍNOSPESSIMA VISÃO NOTURNA, TAL COMO HUMANOS; ENXERGA

BEM AZUL E VERDE

ZÉ BOBBY

DUAS CORES, MAS FRACAS; VERDE, AMARELO E LARANJA

SÃO IGUAIS; EXCELENTE VISÃO NOTURNA

COBRASINFRAVERMELHO, VISÃO DO

CALOR DOS OBJETOS, ESPECIALMENTE À NOITE