Última aula: Radiação solar e terrestre

Hoje: Variação Sazonal e Diurna da Temperatura

Próxima aula: Vapor d’água/nuvens/estabilidade vertical

A órbita da Terra em torno do Sol não é circular:em janeiro a Terra está mais próxima do Sol doque em julho

As estações do ano são devido a isto?

AA órbita da órbita da TerraTerra em torno em torno do Soldo Sol

• A variação sazonal da distância ao Sol tem um pequeno efeito natemperatura sazonal.• A translação do Terra em torno do Sol leva a estações devido à inclinaçãodo eixo da Terra.

EstaçõesEstações do do AnoAno

• As estações são reguladas pela quantidade de energia solarrecebida na superfície da Terra

• A energia solar recebida no topo da atmosfera depende:

– do ângulo com que a luz do sol incide na superfície.

– do fotoperíodo.

• As estações NÃO ocorrem devido à forma elíptica daórbita da Terra.

Para ângulos menores da radiação solar incidente, a mesma quantidade de energia é espalhada numa área maior

Sol alto (verão) – maior aquecimentoSol baixo (inverno) – menor aquecimento

A inclinação do eixo da Terra é importante!Sol Alto

Sol Baixo

March 20, Sept 22

June 21

Dec 21

inverno HS

Equinócio

verão HS

• Uma vez que as latitude polares recebem luzsolar por um período maior durante o verão,por que as temperaturas não são maiores?

• Por que a temperatura não é maior nosolstício de verão?

• O que aconteceria se mudássemos ainclinação do eixo da Terra?- Se a inclinação aumentasse teríamos um ciclo sazonalmais/menos pronunciado no HS?- O que aconteceria se a inclinação fosse de 90o? Ou zero graus?

Estações do Ano

As estações do ano sãodefinidas pela variação naradiação solar.

Estas variações (ângulodo sol/quantidade de luzsolar) são função dalatitude.

Então…por que asestações são tãodiferentes nestas duascidades que têm a mesmalatitude?

Variação sazonal da TemperaturaVariação sazonal da Temperatura

Note:efeito dos oceanoscontrastes E-W

Transporte Meridional de Calor

Variação DiurnaVariação Diurna dada

TemperaturaTemperatura

• Cada dia é como um pequeno ciclo sazonal– Os raios de sol mais intensos ocorrem ao meio-dia– Como acontece nas estações, a temperatura máxima

diurna apressenta uma defasagem em relação aomáximo da radiação solar incidente.

• O entendimetno do ciclo diurno da temperaturarequer o entendimento dos diferentes processos deaquecimento e resfriamento da atmosfera:– Radiação– Condução– Convecção

Aquecimento daAquecimento da AtmosferaAtmosfera

• A luz do sol aquece a superfície

• A superfície aquece as camadas de ar adjacentes por condução– A pequena condutividade térmica do ar restringe o aquecimento a poucos cm

• O movimento vertical aleatório das moléculas de ar quente superficialtransfere calor para cima (difusão)

• O ar quente forma “bolhas” de ar ascendente (térmicas), o que leva àconvecção

– A mistura mecânica devido ao vento aumenta esta forma de transferência de calor

PerfilPerfil Vertical Vertical dada temperaturatemperatura - - diadia

Um dia de verão podeter 50o C na altura dospés e 35o C na altura dacintura!

EnergiaEnergia queque chegachega e e queque saisai

• Energia é acumulada nosistema conforme Ein > Eout

• Energia adicionada leva aoaumento da temperatura

• Tmáx ocorre quando

Eout > Ein

• Tmáx ocorre às 14-16 h paracéu claro no verão– Que fatoers podem altrerar

esta defasagem?

FatoresFatores p/ p/ TTmáxmáx

• Tmáx depende de– Cobertura de nuvem

– Tipo da superfície• Características de absorção

– Fortes absorvedores aumentam o aquecimento da superfície

• Vegetação/umidade– Energia disponível usada parcialmente para evaporar água

– Vento• Forte mistura pelo vento transporta o ar aquecido próximo ao

chão para níveis mais altos

ResfriamentoResfriamento durantedurante a a NoiteNoite• Sol mais baixo durante a

tarde significa Ein < Eout

• Durante a noite, a superfície eo ar irradiam energia para oespaço

• O chão é um irradiadormelhor do que o ar, então ochão resfria-se maisrapidamente (lei de Kirchoff).

• O chão resfria as camadas dear adjacentes por condução– Tranferência de calor para as

camadas superiores é lentadevido à baixacondutividade térmica do ar

– Por que a convecção não étão importante à noite?

InversãoInversão porpor RadiaçãoRadiação

• Inversão por Radiação– T aumenta com a altura– Ocorre com céu claro,

noites calmas (inversãonoturna)

– São mais intensas quando• Ventos são calmos• Ar é seco

– Menor absorção de IV– Menor liberação de

calor latente pornevoeiro/orvalho

• O céu está sem nuvens• A noite é longa

Amplitude Térmica Diurna

PiscinasPiscinas dede Ar Frio Ar Frio• Conforme o ar resfria, sua densidade aumenta,

levando-o a– Escoar para baixo pela enconsta da montanha– Piscinas de ar frio em baixadas e vales

InversõesInversões ee agriculturaagricultura• Resfriamento da superfície

pode levar a temperaturasinferiores ao ponto decongelamento

• Possíveis danos à agricultura

• Especialmente problemáticopara pomares em climasquentes

• Mistura do ar quente superiorpara baixo pode limitar aqueda da temperaturapróximo à superfície