DIAS DE CÉU CLARO EM TOLEDO-PR. Flávio Rodrigues Soares 1

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1 DIAS DE CÉU CLARO EM TOLEDO-PR Flávio Rodrigues Soares 1 RESUMO: Compararam-se os dias de céu claro (DCC) de janeiro e julho utilizando perfis diários de médias horárias de radiação solar de seis anos ( ), medidas pela estação meteorológica do SIMEPAR, instalada em Toledo-PR. A análise dos dados mostrou que julho tem mais dias de céu claro que janeiro, ainda que os índices de claridades máximo dos dois períodos sejam idênticos. O número médio de DCC para janeiro foi 6 e para julho 14. Palavras-chaves: Dias de céu claro, índice de claridade, radiação solar. ABSTRACT: The number of clear days of January and July was counting using a six year diurnal variation of hourly mean solar radiation (from 1998 to 2003) data set measured by meteorological station of SIMEPAR, settled down in Toledo, a city of Paraná state, located at (24 o ; 53 o ). The mean monthly of clear days of January and July was 6 and 14, respectively. The maximum broad band monthly average daily clearness index was the same to both month studied. INTRODUÇÃO O município de Toledo teve sua colonização iniciada em 1946 pela Colonizadora Madeireira Rio Paraná (Maripá) e sua emancipação política em 1952, sendo desmembrado do município de Foz do Iguaçu, localizado a 150 km. Sua população, atual, é formada basicamente por descendentes de italianos e alemães (ECICLOPÉDIA LIVRE, 2006). A importância regional do município de Toledo cresce muito rapidamente, prova disto é o número de universidades que já estão instaladas em Toledo, quais sejam: Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR), Universidade Paranaense de Ensino e Cultura (UNIPAR), Faculdade Sul Brasil (FASUL). Assim, é importante para a prefeitura de Toledo e para as universidades, p.ex., poder fornecer informações sobre o clima para aqueles que estão avaliando esta cidade para morar ou estudar. O índice de claridade (IC), em qualquer partição de tempo, é importante porque nos informa da fração de energia solar do topo da atmosfera que chega ao solo. Além disto, a sua utilização como variável independente em vários modelos é significativa, não só em ondas curtas, mas também em ondas longas. 1 Universidade Estadual do Oeste do Paraná-UNIOESTE, Centro de Engenharias e Ciências Exatas. Rua da Faculdade, 645. Jd La Salle. CEP.: Toledo,PR. : framsoares@brturbo.com.br, Fone: (45) Fax: (45)

2 Neste trabalho chama-se dia de céu claro (DCC) aquele dia em que não há presença de nuvens no céu. Isto indica que a probabilidade de chover é mínima. Isto possibilita planejamento de épocas propícias para eventos que serão realizados ao ar livre. Além disto, pode servir como parâmetro classificador em bancos de dados, permitindo que se separem os DCC para estudo, porque o IC médio diário sozinho não é suficiente para identificar um dia completamente sem nuvem, porque não são as nuvens os únicos elementos capazes de atenuar a intensidade da radiação solar que atravessa a atmosfera terrestre. Deste modo, é possível ter um dia completamente sem nuvens e um baixo IC. Por isto, deve-se esperar que vários DCC mostrem valores diferentes de IC. Esta comunicação tem o objetivo de apresentar a variabilidade anual dos DCC em Toledo, Paraná, considerando os meses de janeiro e julho. Futuras publicações mostrarão os resultados do estudo completo, envolvendo todos os meses do ano. O trabalho aqui apresentado reflete a análise de seis anos ( ) de dados colhidos pela Estação Telemétrica do Sistema Meteorológico do Paraná-SIMEPAR e cedidos a Universidade Estadual do Oeste do Paraná-UNIOESTE, para este estudo. MATERIAL E MÉTODOS A cidade de Toledo localiza-se na região oeste do Paraná a 549 km da capital, Curitiba. Com as coordenadas de 24 o de latitude sul e 53 o de longitude a oeste de Greenwich, está a uma altitude de 547 metros em relação ao nível médio dos mares (SEDU, 2006). O Clima de Toledo é subtropical úmido mesotérmico, verões quentes com tendência de concentração das chuvas (temperatura média superior a 22 C), invernos com geadas pouco freqüentes (temperatura média inferior a 18 C), sem estação seca definida (SEDU, 2006). Segundo Köppen, o clima de Toledo pode ser classificado como subtropical Cfa (ENCICLOPÉDIA LIVRE, 2006). Os dados radiométricos utilizados neste trabalho foram coletados por uma estação agrometeorológica do SIMEPAR instalada em Toledo, e que pertence a uma rede telemétrica descrita por Prates et al. (2002), de 36 estações que se distribuem por todo o estado do Paraná. A estação de Toledo foi instalada em Desde então, vem funcionando regularmente. O piranômetro que mede a radiação solar global na estação de Toledo, como em qualquer outra estação da rede, é um LI-COR Radiation Sensors LI2000AS Pyranometer. A média horária é realizada sobre 360 leituras, cada uma tomada a intervalo de 10 segundos. Os dias de céu claro foram escolhidos por análise gráfica da distribuição diária da média horária da irradiância global (G, W.m -2 ) que chega ao piranômetro. Esta distribuição identificada pelo piranômetro, foi comparada com a distribuição diária da média horária da irradiância no topo

3 da atmosfera (Go, W.m -2 ). Os perfis podem ser vistos na Figura 1, exemplificando um dia de céu claro Radia ção Solar (W/m2) Hora local (h) <Go> <G> Figura 1: Perfil da irradiância solar global medida pelo piranômetro (G) e a que chega ao topo da atmosfera (Go), para o dia 04/07/1998, considerado sem nuvens no campo de visão do piranômetro. A irradiância média horária no topo da atmosfera foi calculada pela fórmula, 2 1 t < Go >= F( t) dt,... (1) Δt t1 sendo Δt = t 2 t 1, o intervalo de tempo solar verdadeiro, em segundos, para o qual se faz a integração, que para este trabalho foi de 1 hora (ou 3600 segundos). F(t), dada pela Equação 2, So F( t) = cos[ z( t)]... (2) 2 r( t) ro é a quantidade de energia, proveniente do sol, e que chega, no topo da atmosfera, em um metro quadrado e em cada segundo. Sendo, S o a constante solar dada por 1380 W.m -2, r(t) e r o as distâncias instantânea e média, respectivamente, do sol em relação a terra e z(t) o ângulo zenital do sol no instante t. O resultado deste desenvolvimento resulta na Equação (1) de Prates et al. (2002), em cujo trabalho todo o cálculo é descrito. Ainda segundo este mesmo autor, para o sistema de

4 aquisição de dados do SIMEPAR, a irradiância medida e considerada como sendo a irradiância das 08:00 horas, por exemplo, provem da média da integração realizada pelo piranômetro entre 07:00 e 08:00 horas e, este mesmo procedimento foi realizado na integral para se determinar o valor das 08:00 horas de <G o >, e desta forma foram determinados os valores da irradiância média, no topo, para todos os outros horários. Foi calculado também o índice de claridade dos dias considerados claros, como a razão das áreas sob as curvas da evolução diária da irradiância no topo e aquela medida pelo piranômetro, obedecendo a Equação 3 (IQBAL, 1983), < G > dt kt =... (3) < G > dt o onde as integrais são desenvolvidas entre as 08:00 e 16:00 horas, para todos os dias. Para o dia mostrado na Figura 1, o índice de claridade calculado desta forma foi de 0,55. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 2 mostra a freqüência de ocorrência de DCC para os meses de janeiro e julho para os anos de 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 e O baixo valor de DCC para o mês de janeiro, quando comparado com o mês de julho, em cada ano, se justifica porque no inverno a umidade é menor que no verão, sendo menor também a freqüência de formação de nuvens, ainda que o clima de Toledo não contemple uma estação seca bem definida. O DCC médio de julho e janeiro são, respectivamente, 14 e 6, ao longo destes seis anos. O índice de claridade máximo para cada ano dos meses considerados é mostrado na Tabela 1 abaixo. O teste de igualdade de médias mostrou que estes dois conjuntos de dados são estatisticamente idênticos ao nível de 95% de confiança. O que nos permite dizer que a fração, relativamente ao topo, de energia que chega ao piranômetro é a mesma tanto em janeiro quanto em julho. O que existe de interessante nestes dados é que, apesar de existirem mais dias sem nuvens em julho do que em janeiro, a atmosfera de ambos os períodos, têm a capacidade de transmitir a mesma quantidade de energia de origem solar.

5 a Frequênci Janeiro Julho Ano Figura 2: Distribuição anual das freqüências de DCC para os meses de janeiro e julho de cada ano. No entanto, uma conclusão final sobre este ponto, exige uma análise mais detalhada da atmosfera, como a verificação da variabilidade da umidade absoluta e também que as integrais da Equação 3 sejam desenvolvidas desde o instante em que o piranômetro registra níveis não nulos de radiação, o que será feito na seqüência deste trabalho. O ideal seria dispor, também, de médias em intervalos de tempo menores que uma hora. Tabela 1: IC máximo para os DCC de janeiro e julho de cada ano estudado. Mês Média Janeiro 0,66 0,68 0,67 0,65 0,67 0,63 0,66 Julho 0,60 0,63 0,62 0,66 0,62 0,61 0,62 CONCLUSÕES Toledo tem mais dias de céu claro no inverno que no verão; Os valores máximos, do IC, de janeiro e julho são estatisticamente idênticos, ensejando um estudo que mostre que os processos atenuadores da radiação solar têm a mesma intensidade, tanto no inverno quanto no verão; É necessário um estudo que envolva, além da contagem dos DCC, a análise da variabilidade da umidade absoluta atmosférica.

6 REFEÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ENCICLOPÉDIA LIVRE. TOLEDO (PARANÁ). Disponível em < Data de acesso: 14 setembro IQBAL, M. An introduction to solar radiation. Canada: Academic Press, 1983, p.249. PRATES, J.E.; ZAICOVSKI, M.B.; GUETTER, A. K. Inventário de energia solar no Paraná. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 12, 2002, Foz do Iguaçu, Anais..., Foz do Iguaçu: Sociedade Brasileira de Meteorologia, 2002, 1 CD-ROM. SEDU. PARANACIDADE. Disponível em:< Data de acesso: 14 setembro 2006.