reuniÃo do leia

REUNIÃO DO LEIA21/01/2009

Materiais de Referência:Folios #1 e #2Apresentação PPT de Matt Cohen

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PARTE 1...

Cálculo das transformidades do calor interno da Terra e da energia das marés

Valores base de transformidade


Emergia de processos globais apresentada no Environmental Accouting (1996)

São considerados 3 inputs para a geobiosfera: ENERGIA SOLARCALOR INTERNO DA TERRA ENERGIA DAS MARÉS


ENERGIA SOLAR

Constante solar: 2 cal/cm2/min = 2 Langley por minuto (Ly/min)

70% absorção (Von der Haar e Suomi, 1969)

Seção com face para o Sol: 1,27E+14 m2

(2 Ly/min)(10 kcal/m2/Ly)(1,278E+14 m2)(5,256E+05 min/ano)(4186 J/kcal)(0,7) = 3,93E+24 J/ano

Transformidade Solar: 1 por definição


CALOR INTERNO DA TERRA

Aquecimento total da crosta: 13,21E+20 J/ano (Sclater et al., 1980)

Geração de radioatividade: 1,98E+20 J/ano

Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano

13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano

Transformidade do calor interno = Emergia Solar (sej/ano)

Energia do Calor Interno (J/ano)

Transformidade do calor interno = 3,93E+24 sej/ano = 6055 sej/J

6,49E+20 J/ano

Emergia da insolação


ENERGIA DAS MARÉS

Energia das marés recebida pela Terra: 2,7E+09 ergs/seg (Munk e Mcdonald, 1960)

(2,7E+09 ergs/seg)(3,153E+07 seg/ano) = 8,515E+19 J/ano

(1E+07 ergs/J)

Energia das marés transformada em correntes oceânicas: 1,65E+19 ergs/seg (Miller, 1966)

(1,65E+09 ergs/seg)(3,153E+07 seg/ano) = 5,12E+19 J/ano

(1E+07 ergs/J)


ENERGIA DAS MARÉS

Considera-se que a transformidade das correntes das marés é igual a transformidade das correntezas nos rios (27764 sej/J)

Runoff global (escoamento superficial): 39,6E+03 km3/ano (Todd, 1970)

Elevação média: 875 m

(39,6E+03 km3/ano)(1E+12 kg/km3)(9,8 m/s2)(875 m) = 3,395E+20 J/ano

Transformidade = Emergia Solar = 9,44E+24 sej/ano = 27764 sej/J

Energia das Correntezas

nos Rios

3,4E+20 J/ano

Emergia dos 3 inputs


ENERGIA DAS MARÉS

Emergia das Marés = (5,2E+19 J/ano)(27764 sej/J) = 1,44E+24 sej/ano

Transformidade = Emergia das correntes = 1,44E+24 sej/anoEnergia das marés recebida pela Terra

8,515E+19 J/ano

Transformidade da energia das marés = 16842 sej/J

Emergia dos Inputs para a Geobiosfera (Environmental Accounting – 1996)____________________________________________________________Nota Fluxo Transformidade Solar Empower

sej/J 1024 sej/ano____________________________________________________________1 Energia Solar Absorvida 1 3,93

2 Calor na Crosta 0,60E+04 4,07

3 Energia das Marés 1,68 E+04 1,44

Empower Global Total -- 9,44



Emergia de processos globais apresentada no Folio #2

São considerados 3 inputs para a geobiosfera: ENERGIA SOLARCALOR INTERNO DA TERRA ENERGIA DAS MARÉS

Surgem novos estoques e o homem no diagrama


Por definição, sabemos que a transformidade da energia solar é igual 1 sej/J

Contribuição dos 3 inputs:1 equação para o aquecimento da crosta1 equação para a energia geopotencial das águas oceânicas

Como calcular as transformidades restantes? Usar duas equações simultâneas e estabelecer dois inputs que

façam o mesmo produto equivalente

(Energia A * Tr A) + (Energia B * Tr B) = (Energia C * Tr C)

Princípio: Empower dos inputs é igual ao empower do output, onde cada termo contém um fluxo multiplicado pela emergia/unidade


Emergia do Calor na Crosta



E+20 Joules/ano

1,98


4,74

13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano

6,49

0,52

39300

Fluxo de energia das marés: 0,52E+20 J/ano (Miller, 1966)

Fluxo de energia solar: baseada na constante de 2 gcal/cm2/min, 70% de absorção e 1,27E+14 m2 de seção com face para o Sol

Sol e as Marés movimentam atmosfera, oceanos, ciclos hidrológicos e sedimentários e contribuem com o aquecimento por enterrar substâncias oxidadas e reduzidas, por fricção e por compressão dos depósitos de sedimentos





E+20 Joules/ano

1,98

4,74

6,49

0,52

39300

Emergia Solar + Emergia das = Aquecimento por Gerada Marés Processos Superficiais

Equação 1: (39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) = (6,49E+20 J/ano)(Trh)


Emergia do Geopotencial Oceânico

A energia das marés contribui para a geobiosfera através força gravitacional da Lua e do Sol relativa à rotação do planeta, que influencia o ar, a Terra e especialmente os oceanos, causando fricção e dissipação de calor.



E+20 Joules/ano

0,52

39300

Contribuição da Terra: calor do manto (4,74E+20 J/ano) + radiação (1,98E+20 J/ano) = 6,72E+20 J/ano

6,72

1,62

Energia do geopotencial oceânico: marés (0,52E+20 J/ano) + (1,62E+20 J/ano) = 2,14E+20 J/ano

Falta a referência



E+20 Joules/ano

39300

6,72

2,14

Emergia Solar + Emergia das + Emergia do Calor = Geopotencial Gerada Marés Interno Oceânico

Equação 2: (39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) + (6,72E+20 J/ano)(Trh) = (2,14E+20 J/ano)(Trt)

(1,62 + 0,52)E+20 J/anoEntram diretamente no estoque de energia geopotencial

Fluxo de calor do manto + Radiação


Resolvendo as equações:

Equação 2: (39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(TrT) + (6,72E+20 J/ano)(Trh) = (2,14E+20 J/ano)(Trt)


(Trt) = (6,17E+20 J/ano)(Trh)

Chega-se à relação:

(6,72E+20 J/ano)(Trh) = (2,14E+20 J/ano)(Trt) - (6,49E+20 J/ano)(Trh)

Substituindo na equação 1, temos que:

Transformidade do calor interno: Trh = 11981 sej/J

Transformidade da energia das marés: Trt = 6,17 x 11981 = 73923 sej/J

Emergia dos Inputs para a Geobiosfera (2000)____________________________________________________________Nota Fluxo Transformidade Solar Empower

sej/J 1024 sej/ano____________________________________________________________1 Energia Solar Absorvida 1 3,93

2 Calor na Crosta 1,20 E+04 8,06

3 Energia das Marés 7,37 E+04 3,83

Empower Global Total -- 15,83



Discussão:



E+20 Joules/ano

1,98


4,74

13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano

6,49

0,52

39300

O fluxo de calor do manto considera a mudança de fase (líquido sólido) ???


Discussão:

Não conseguimos achar o trabalho de Sclater et al. (1980) que é referência para o valor de fluxo total de calor

Trabalhos semelhantes de Stein e Pollak mostram como é feita a estimativa de aquecimento da crosta


13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano


Discussão:

Há liberação de calor na consolidação do núcleo externo líquido (rico em ferro) em contato com o núcleo interno sólido

Contato com a Dra. Maria Cristina Motta de Toledo, co-autora do livro Decifrando a Terra


Discussão: Contato com a Dra. Maria Cristina Motta de Toledo, co-autora do livro Decifrando a Terra

“A Terra é sólida (o manto NÃO é líquido), com exceção do núcleo externo (de 2900 a 5100 km de profundidade) e de alguns locais com câmaras magmáticas.”

“A consolidação do núcleo externo ocorre a 5.000 km de profundidade, e a crosta tem apenas alguns km de espessura (até 10 para a crosta oceânica e até 35 para a crosta continental).”

O calor latente dessa consolidação logo se transforma em calor sensível e, por isso, já está incluído nas estimativas de aquecimento da crosta.

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