Radiação solar

Radiação solar (Conceitos)

  • Radiação solar – Quantidade de energia eletromagnética emitida pelo sol, de natureza variável que se propaga pela atmosfera. Só uma parte é recebida pela superfície da terra.
  • Constante solar – Quantidade de energia solar recebida no topo da atmosfera numa superfície de 1cm2, perpendicularmente aos raios solares em cada minuto. Exprime-se em calorias (ex: 2cal/cm2/min).
  • Comprimento de onda – Distância que vai entre duas cristas consecutivas. Exprime-se em metros (ondas do mar), centímetros (água no lavatório), milímetros (água do copo), microns (u – 1000mm) ou Angstron (Å – 10 000u).
  • Radiação de grande comprimento de onda – Varia entre 4 – 80 microns.
  • Radiação de pequeno comprimento de onda – Inferior a 4 microns.
  • Reflexão – Mudança da direção dos raios solares ao incidirem numa qualquer superfície.
  • Difusão – Dispersão da radiação solar em todas as direções.
  • Radiação solar difusa – Radiação solar que é recebida indiretamente na superfície da terra.
  • Radiação solar direta – Radiação solar que é recebida diretamente.
  • Equilíbrio térmico – Condições médias de equilíbrio na atmosfera entre a radiação solar recebida (difusa e direta) e as perdas de calor devido à reflexão (albedo). A superfície terrestre reflete e absorve de diferentes maneiras. A superfície terrestre devolve à atmosfera a mesma energia que recebe.
  • Ângulo de incidência – O mesmo que a altura do sol acima da linha do horizonte. Os ângulos dos raios solares são diferentes ao longo do dia e ao longo do ano.
  • Vertentes soalheiras – Encostas das montanhas que recebem diretamente a luz solar.
  • Vertentes umbrias – Encostas das montanhas que recebem indiretamente a luz solar.
  • Gradiente térmico – Valor da diminuição da temperatura conforme se sobe de altitude. Em média desce 0,65oC em cada 100m que se sobe.
  • Isotérmica – Linha que une pontos de igual temperatura térmica.
  • Amplitude térmica diurna – É a diferença entre a temperatura máxima e mínima de um dia.
  • Amplitude térmica anual – É a diferença das temperaturas médias do mês mais quente e as do mês mais frio.
  • Temperatura média diurna – É a soma das temperaturas de cada uma das 24h do dia a dividir por 24. Para ser mais fácil de calcular soma-se a temperatura máxima e divide-se por 2.
  • Temperatura média mensal (TMM) – Soma-se as TMD de todos os dias do mês e divide-se pelo número de dias.

Existem três comprimentos de onda fundamentais: Os raios ultravioleta, de pequeno comprimento de onda; Os raios luminosos ou a luz visível, de maior comprimento de onda; Os raios infravermelhos, com comprimento de onda superior aos anteriores. A absorção da radiação solar pela atmosfera deve-se ao ozono, que absorve essencialmente as radiações ultravioletas e o vapor de água, o dióxido de carbono e as partículas sólidas e líquidas, que absorvem fundamentalmente as radiações de infravermelhos. A atmosfera absorve em média cerca de 19% da energia solar recebida. O albedo é a fração de energia refletida por um corpo, em relação à energia incidente. Este é mais elevado na neve e nas nuvens e pouco elevado nas florestas densas e em algumas superfícies artificiais, como, por exemplo, as que são cobertas a alcatrão.

Variação do ângulo de incidência da luz solar ao longo do dia.

A radiação solar é variável para o mesmo lugar e de lugar para lugar, ao longo do dia e do ano. Isto deve-se à inclinação dos raios solares, o ângulo de incidência, a duração do dia natural, a duração da insolação e o relevo. Os raios solares atingem a superfície, quer ao longo do dia, quer ao longo do ano, com diferente inclinação – ângulo formado pelos raios solares com a vertical do lugar – o que se vai refletir na variação da intensidade da radiação solar recebida.

Quanto maior a inclinação, maior é a superfície que recebe a radiação. Desta forma, a quantidade de energia recebida por unidade de superfície é menor. Da inclinação dos raios solares, também resulta numa maior espessura de atmosfera atravessada. Isto acaba por se refletir numa maior perda de energia. Também a esfericidade da terra contribui para que os raios solares atinjam a superfície da terra com diferentes inclinações, a inclinação aumenta do equador para os pólos, ou seja, com o aumento dos valores de latitude.

Também o relevo interfere na variação da radiação solar absorvida pela terra. Desta as vertentes montanhosas podem estar mais, ou menos expostas à radiação solar. Assim, as vertentes voltadas a sul estão expostas por um maior período de tempo e a inclinação dos raios solares é menor – vertentes soalheiras. Por outro lado, nas vertentes viradas a norte recebem menos, ou nenhuma, radiação solar e a inclinação dos raios solares, se existir, é maior.

O movimento de translação da Terra e a inclinação do seu eixo relativamente ao plano da ecliptica. O solstício de junho é o dia onde existe um período de insolação mais longo, isto deve-se ao facto de neste dia os raios incidirem com menor obliquidade, o que conduz a uma maior quantidade de energia recebida e numa menor espessura de atmosfera atravessada. Por outro lado, o solstício de dezembro é o dia onde existe um período de insolação mais curto. Isto deve-se à maior inclinação dos raios solares, o que conduz uma menor quantidade de energia por unidade de superfície, o facto de o dia ser mais curto em relação à noite, também contribui para a fraca insolação recebia neste dia.

No verão regista-se maiores valores de radiação solar recebida, em relação a no inverno devido à menor inclinação dos raios solares, devido à latitude, e à maior duração dos dias. A radiação solar também varia de norte para sul e do litoral para o interior, isto relaciona-se com a latitude e com a proximidade/afastamento do mar. Desta forma, as regiões localizadas a sul recebem radiação solar com menor inclinação do que as regiões a norte. Nas regiões do interior verifica-se uma maior radiação solar, pois o afastamento do mar, resulta numa diminuição da nebulosidade.

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