ESTUDOS CLIMÁTICOS

           RADIAÇÃO SOLAR

          A Radiação Solar é a maior fonte de energia para a Terra, principal elemento meteorológico e um determinante do tempo e do clima. Além disso, afeta diversos processos: físicos (aquecimento/ evaporação), bio-físicos (transpiração) e biológicos (fotossíntese).          

          Radiação Solar é a designação dada à energia radiante emitida pelo Sol, em particular aquela que é transmitida sob a forma de radiação eletromagnética. Cerca de metade desta energia é emitida como luz visível na parte de frequência mais alta do espectro eletromagnético e o restante na do infra vermelho próximo e como radiação ultravioleta.

          O aprioveitamento da energia gerada pelo Sol, inesgotável na escala terrestre de tempo, tanto como fonte de calor quanto de luz, é hoje, sem sobra de dúvidas, uma das alternativas energéticas mais promissoras para enfrentarmos os desafios do novo milênio. E quando se fala em energia, deve-se lembrar que o Sol é responsável pela origem de praticamente todas as outras fontes de energia. Em outras palavras, as fontes de energia são, em última instância, derivadas da energia do Sol. 

          O Sol fornece anualmente, para a atmosfera terrestre, 1,5 x 1018 kWh de energia . Trata-se de um valor considerável, correspondendo a 10000 vezes o consumo mundial de energia neste período. Este fato vem indicar que, além de ser responsável pela manutenção da vida na Terra, a radiação solar constitui-se numa inesgotável fonte energética, havendo um enorme potencial de utilização por meio de sistemas de captação e conversão em outra forma de energia (térmica, elétrica, etc.).

RADIAÇÃO SOLAR INCIDENTE NA TERRA

Em média, da radiação solar incidente (sobre o sistema Terra/atmosfera):

  

- 19 % é perdida por absorção pelas moléculas de oxigénio e ozónio da radiação ultravioleta (de alta energia) na estratosfera (onde a temperatura cresce com a altitude);

- 6% é perdida por difusão da luz solar de menor comprimento de onda - azuis e violetas - (o que faz com que o céu seja azul);

- 24% é perdida por reflexão - 20% nas nuvens e 4% na superfície. (O albedo do planeta é de 30% (6% difusão+24% reflexão).

- 51% é absorvida pela superfície. (Note que os valores apresentados são valores médios. Por exemplo, nos pólos a reflexão da radiação solar incidente é geralmente maior do que 24% e nos oceanos menor do que 24%.)

      

       

ESTUDOS CLIMÁTICOS

ELEMENTOS CLIMÁTICOS

PRESSÃO ATMOSFÉRICA

          Pressão Atmosférica é a pressão exercida pela atmosfera num determinado ponto. É a força por unidade de área exercida pelo ar contra uma superfície. Se a força exercida pelo ar aumenta em um determinado ponto, consequentemente a pressão também aumentará. A pressão atmosférica é medida por meio de um equipamento conhecido como barômetro.



Barômetro



          A diferença de pressão tem uma origem térmica, sendo ela diretamente relacionadas com a radiação solar e os processos de aquecimento das massas de ar. Formam-se a partir de influências naturais, como: continentalidade, maritimidade, latitude, altitude, entre outros. As unidades utilizadas são: polegadas ou milímetro de mercúrio (mmHg), quilopascal (KPa), atmosfera (atm), milibar (mbar) e hectopascal (hPa), sendo as três últimas, as mais utilizadas no meio científico.

          Quanto maior a altitude, menor a pressão. Quanto menor a latitude, menor a pressão. Nas regiões mais quentes, região equatorial, o ar se dilata ficando leve, por isso tem uma baixa de pressão. Próximo aos pólos, o frio contrai o ar, deixando-o mais denso, tendo uma maior pressão. No entanto, em regiões mais elevadas, de menor temperatura, também há menor concentração de moléculas de ar (ar mais rarefeito) e, neste caso, menor será a pressão.

MEDIÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA

          Em 1643, o matemático e físico italiano Evangelista Torricelli conseguiu determinar a medida da pressão atmosférica ao nível do mar. Primeiramente ele encheu um tubo de aproximadamente um metro de comprimento com mercúrio, e logo em seguida mergulhou o tubo em um recipiente também com mercúrio, logo após ele notou que o mercúrio descia um pouco, se estabilizando aproximadamente a 76 cm acima da superfície.

          Torricelli tomou um tubo longo de vidro, fechado em uma das pontas, e encheu-o até a borda com mercúrio. Depois tampou a ponta aberta e, invertendo o tubo, mergulhou essa ponta em uma bacia com mercúrio. Soltando a ponta aberta notou que a coluna de mercúrio descia até um certo nível mas estacionava quando alcançava uma altura de cerca de 76 centímetros
          Torricelli logo percebeu que acima do mercúrio havia o execrável vácuo. E por que o mercúrio parou de descer quando a altura da coluna era de 76 cm? Porque seu peso foi equilibrado pela força que a pressão do ar exerce sobre a superfície do mercúrio na bacia.

         Torricelli já tinha notado que a pressão atmosférica varia. Medindo a altura da coluna de mercúrio em seu barômetro, ele descobriu que a pressão dá indicações sobre o clima. Quando a pressão baixa bastante é sinal que vai chover, por exemplo.

         

          Além disso, a pressão atmosférica também varia com a altitude do lugar. O gráfico abaixo dá o valor (médio) da pressào em várias altitudes. Em Fortaleza, ao nível do mar, a pressão é 1 atmosfera, isto é, 1 kgf/cm² ou 760 mmHg. Em São Paulo, a 820 metros de altitude, ela cai um pouco. Em La Paz, capital da Bolívia, a 3600 metros de altitude, ela já cai para 2/3 de uma atmosfera. Aí o ar fica rarefeito, a quantidade de oxigênio é menor que aqui por baixo. Não admira que nossa seleção de futebol tenha tanta ojeriza a jogar em La Paz.

          No Everest, ponto mais alto do planeta, a mais de 8000 metros, a pressão é menor que 1/3 de uma atmosfera. Nessa altitude, só com máscara de oxigênio. Os animais que vivem nas altas montanhas têm coração e pulmão maiores que o normal dos outros bichos. A vicunha, por exemplo, que vive nos Andes, tem 3 vezes mais glóbulos vermelhos por milímetro cúbico de sangue que um homem do litoral.

          Outra coisa interessante da pressão atmosférica é seu efeito sobre a temperatura de transição da água. A temperatura de ebulição da água (isto é, a temperatura em que ela passa do estado líquido para vapor) é 100 graus centígrados ao nível do mar mas fica menor em maiores altitudes onde a pressão atmosférica é menor. Em La Paz, a água ferve a 90 graus.