radiação solar.2014

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GEOGRAFIA A 10º ano

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O que é a radiação solar? O que acontece à radiação solar desde que chega ao topo da atmosfera terrestre e a percorre até chegar à superfície terrestre? São duas das questões que se pretende responder neste conjunto de diapositivos. A radiação solar é um recurso natural que, como país e sociedade, precisamos de valorizar mais do que até, hoje, já conseguimos.

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Page 1: Radiação solar.2014

GEOGRAFIA A

10º ano

Page 2: Radiação solar.2014

A Radiação solar – quantidade de energia irradiada pelo Sol – é …

um fenómeno de natureza eletromagnética.

que se propaga segundo um movimento ondulatório.

a uma velocidade de 300 000 km/s.

levando 8 minutos a chegar à Terra.

constituída por

um conjunto de

radiações

traduzidas no

espectro

eletromagnético

ou espectro solar.

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Page 3: Radiação solar.2014

A radiação solar é fundamental pois:

Está na origem de todos os componentes do

sistema climático (atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera).

A energia que emite é a causa de todos os processos físicos e químicos que ocorrem na Terra:

Condições meteorológicas

Circulações oceânicas

Modelação da crosta terrestre

Fenómenos biológicos.

• Adaptado de J. Pinto Peixoto, A Radiação Solar e o Ambiente, 1981.

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Page 4: Radiação solar.2014

O que sucede à Radiação Solar?

Superfície terrestre, oceanos e atmosfera

absorvem a radiação solar - aumento da

temperatura.

O ar quente que contém a água evaporada dos

oceanos sobe, provocando a circulação e

convecção atmosféricas.

Quando o ar atinge uma altitude elevada, onde

a temperatura é baixa, o vapor de água

condensa-se, formando nuvens, que

posteriormente provocam precipitação sobre a

superfície da Terra, completando o ciclo da água.

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Page 5: Radiação solar.2014

“O ciclo da água (ou ciclo hidrológico) refere-se à troca contínua de água na hidrosfera, entre a atmosfera, a água do solo, águas superficiais, subterrâneas e das

plantas”. http://engenhariaondejahcivil.blogspot.pt/2011/03/o-ciclo-da-agua.html 5

Page 6: Radiação solar.2014

A Radiação Solar varia:

No espaço de acordo com a/o:

Latitude (máxima no Equador; mínima ou nula nos Polos).

Orientação geográfica (diminuta ou nula nas encostas umbrias; elevada nas soalheiras)

Ângulo de Incidência dos raios solares(o qual varia, por sua vez,

com a latitude e a

época do ano).

A radiação solar varia na razão

inversa da Latitude: é tanto menor

quanto maior é a Latitude.

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Page 7: Radiação solar.2014

Mais Baixa a Norte do vale

do Rio Tejo

menor ângulo de incidência

maior obliquidade dos raios solares

maior a espessura de massa atmosférica atravessada

Mais Elevada a Sul do Rio Tejo

maior o ângulo de incidência

menor obliquidade dos raios solares

menor espessura de massa atmosférica atravessada.

Em Portugal, a Radiação solar é …

7Fonte: Atlas do Ambiente

Page 8: Radiação solar.2014

A Radiação Solar em Janeiro

Reflete a influência da

latitude:

- Diminui de Norte para Sul

- Mínima nas áreas mais

montanhosas a Norte

- Máxima no sotavento

algarvio

-(a Norte são frequentes as passagens

das perturbações que se formam ao

longo da Frente Polar)

- (a Sul sofre-se a influência do Norte

de África, do ar seco e quente do

deserto do Saara)

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Page 9: Radiação solar.2014

A Radiação Solar em Julho

Reflete a influência da longitude no Norte e Centro:- Menor no Litoral- Mais elevada no Interior

Reflete a influência da latitude no Sul- - tanto mais elevada

quanto mais a Sul

(nítida influência da proximidade do mar no Litoral norte e centro: mais humidade e, logo, mais nebulosidade. Evidente influência da Continentalidade no Interior, de um modo geral, de Norte para Sul)

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Page 10: Radiação solar.2014

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Page 11: Radiação solar.2014

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Considerando o total

da radiação solar

incidente – 100% -

são retirados,

30% por reflexão:o 6% pela atmosfera

o 20% pelas nuvens

o 4% pela superfície

terrestre

19% por absorção:o 16% pela atmosfera

o 3% pelas nuvens

51% por absorção

pela superfície

terrestre

(30+19+51=100%)

100%

19%

51%

6%20%4%

30%

Que sucederia ao nosso planeta se se acumulasse

sucessivamente a parte da radiação solar recebida na superfície?

Page 12: Radiação solar.2014

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64%

23%

6%

7%

Radiação

absorvida

pela

atmosfera

A energia absorvida pela

superfície terrestre vai

ser devolvida ao espaço

sob a forma de calor:

7% por condução e

convecção do ar

23% transportados

pelo vapor de água

nas nuvens e na

atmosfera

64% por irradiação

para o espaço a partir

das nuvens e da

atmosfera

6% por irradiação

direta daTerra

(7+23+64+6=100%)

Page 13: Radiação solar.2014

Protege a superfície terrestre da “invasão” dos

meteoritos

Absorve, difunde e reflecte mais de metade da

radiação solar

Filtra o excesso de radiação solar ultravioleta pelo

ozono presente na Estratosfera

Aquece o ar na Troposfera, a partir da base:

quanto mais afastado da superfície terrestre mais

baixa é a temperatura do ar

Retém o calor libertado pela superfície terrestre

durante a noite por força do Efeito de Estufa

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F

u

n

ç

õ

e

s

d

a

A

t

m

o

s

f

e

r

a

Page 14: Radiação solar.2014

Funções da Atmosfera (continuação)

Devolve ao espaço a quantidade de energia que recebe –diz-se que

Reflete de modo diferente conforme a natureza da superfície em que a radiação solar incide

Albedo elevado Albedo baixo

Superfícies de cor clara, lisas Superfícies de cor escura, rugosas

A Terra está em Equilíbrio Térmico

Albedo (relação entre a energia refletida e a energia total incidente.

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Page 15: Radiação solar.2014

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Dos 100% da radiação solar que incide no topo da

atmosfera, parte é refletida

6% imediatamente pela atmosfera

20% pelas nuvens

4% pela própria superfície

Esta radiação que é refletida constitui o denominado

albedo da Terra que, atualmente atinge os 30%.

Os 70% da radiação solar restante, são absorvidos

51% pela Terra

19% pela atmosfera – ozono

Esta contínua entrada de radiação é compensada pela

irradiação terrestre libertada para o espaço (radiação

infravermelha com efeito calorífico).

Este balanço permite afirmar que

A Terra mantém-se em equilíbrio térmico

Page 16: Radiação solar.2014

A Radiação direta, a que chega diretamente à superfície da Terra, depende da:

Constante solar

Transparência da atmosfera.

Esta, por sua vez, é influenciada pela/as:

Reflexão e absorção que ocorrem na atmosfera – dois fatores que reduzem a transparência da atmosfera

Latitude – nas médias e altas latitudes os raios solares são obrigados a atravessar uma camada mais espessa de atmosfera do que nas regiões tropicais

Época do ano - no inverno a inclinação dos raios solares é maior e o ângulo de incidência menor do que noverão

O Balanço radiativo,

relação entre a quantidade de radiação incidente e a radiação terrestre devolvida ao espaço, depende do:

Ângulo de incidência dos raios solares

Albedo – percentagem

de energia solar que é refletida de volta para o espaço. Diferentes superfícies – água, neve, areia, vegetação, etc. –apresentam diferentes valores de albedo. No sistema Terra-Atmosfera, o valor médio do albedo é 30% para condições médias de nebulosidade.

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Page 17: Radiação solar.2014

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(% refletida)

Lua

(depende da altura do

Sol)

Telhado escuro

8% – 18%

Telhado claro

35% – 50%

Neve fresca

80% – 95%

Erva

25% – 30%

Terras de cultivo

10% – 25%

Pedra

20% – 40%

Albedo da Terra (médio)

31%

Page 18: Radiação solar.2014

Albedo - percentagem de radiação solar refletida por

qualquer superfície ou corpo (corpos escuros – alcatrão- refletem pouca

radiação; corpos claros - areia, neve - refletem grande quantidade de radiação solar)

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Page 19: Radiação solar.2014

A radiação

solar é

máxima nas

Regiões

Tropicais

diminuindo

com a

latitude.

O albedo é

máximo nas

superfícies

geladas, nos

desertos e

nos cimos das

altas

montanhas. 19

Page 20: Radiação solar.2014

O Efeito de estufa, um fenómeno natural …

Uma proteção natural do planeta.

Indispensável para manter a temperatura média da Terra à volta dos 15ºC ( seria de -15º C, isto é, 33°C mais baixa

se o efeito de estufa não ocorresse).

Necessário para a existência da vida, portanto.

Os Gases de Efeito de Estufa (GEE) são responsáveis por reter o calor na atmosfera de modo que a temperatura permaneça dentro de uma faixa de valores apropriada à sobrevivência dos seres vivos e dos ecossistemas.

O gás de efeito estufa mais abundante é o vapor d’água (H2O). Contudo, como a sua quantidade na atmosfera se mantém constante, não interfere no efeito de estufa.

Dióxido de carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido nitroso (N2O) e Clorofluorcarbonos (CFCs) são gases intensificados pelas atividades humanas que, pelo contrário, contribuem negativamente para o aumento do efeito estufa e consequentemente para o aquecimento do planeta.

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Page 21: Radiação solar.2014

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1 – A energia

emitida pelo Sol

atinge a Terra.

Parte dela é

refletida pelas

camadas

superiores da

atmosfera

3 – Essa radiação

infravermelha é

refletida pelas

moléculas de algumas

substâncias, entre as

quais, o CO2 e o vapor

de água. Com isso a

temperatura do

planeta aumenta.

Tudo funciona como

se a atmosfera fosse

uma gigantesca

estufa.

Calor

3 – O planeta absorve o que resta da

energia, e por sua vez, emite calor na forma

de radiação infravermelha