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