TRANSMISSIVIDADE E ATENUAÇÃO ATMOSFÉRICA: UM ESTUDO COMPARATIVO

Transcrição

1 TRANSMISSIVIDADE E ATENUAÇÃO ATMOSFÉRICA: UM ESTUDO COMPARATIVO Hudson Ellen Alencar Menezes 1, Renan de Oliveira Alves 2, Lindenberg Lucena da Silva 3, Morgana Lígia de Farias Freire 4 RESUMO Utilizando os dados de irradiação solar global na superfície e insolação real no período de 1º de janeiro de 1975 a 31 de dezembro de 19 da estação de Cajazeiras - PB (06º53'S; 38º34'W; 298m) e de Campina Grande - PB (07º13'S; 35º52'W; 5m), com o objetivo de determinar a Transmissividade e Atenuação Atmosférica em dias de céu claro a parcialmente nublado e parcialmente nublado a nublado em Campina Grande PB e Cajazeiras PB e comparálas. Concluiu-se que a transmissividade atmosférica em Cajazeiras foi sempre crescente no período de junho a outubro independente da condição atmosférica, enquanto que para Campina Grande variou de 36 a 76%, sempre em julho, em dias parcialmente nublado a nublado e claro a parcialmente nublado respectivamente. A Atenuação atmosférica máxima, aproximadamente %, foi encontrada em Campina Grande no mês de julho. ABSTRACT Using the data of global solar irradiation in the surface and real insolation in the period of January 1, 1975 to December 31, 19 of the station of Cajazeiras - PB (06º53'S; 38º34'W; 298m) and of Campina Grande - PB (07º13'S; 35º52'W; 5m), with the objective of determining Transmissivity and Atmospheric Reduction in days of clear sky the partially cloudy and partially cloudy the cloudy in Campina Grande - PB and Cajazeiras - PB and to compare them. It was ended that the atmospheric transmissivity in Cajazeiras was always growing in the period of June to independent October of the atmospheric condition, while for Campina Grande it varied from 36 to 76%, always in July, in days partially cloudy the cloudy and clear the partially clouded respectively. The maximum atmospheric Reduction, approximately %, it was found in Campina Grande in the month of July. Palavras-Chave: Irradiação Solar, Transmissividade Atmosférica, Atenuação Atmosférica. 1 Doutorando em Meteorologia pela UF/CTRN/UACA. hudsonellen@bol.com.br 2 Físico pela UEPB/CCT/DF. renoir.007@hotmail.com 3 Mestrando em Meteorologia pela UF/CTRN/UACA. begacgpb@bol.com.br 4 Profa. Dra. da UEPB/CCT/DF. morgana.ligia@bol.com.br

2 INTRODUÇÃO A radiação solar é uma componente fundamental do balanço de energia no sistema Terra- Atmosfera. A modelagem de sua propagação na atmosfera não é simples, devido à complexidade das interações combinadas com componentes atmosféricos tais como gases, nuvens e aerossol e à variabilidade espaço-temporal deles. Estudos ao longo de várias décadas sugerem que as nuvens absorvem mais radiação solar que aquela que os modelos teóricos acurados avaliam, e como parte desta discussão alguns pesquisadores sugerem, incluso, que a própria absorção de radiação em céu claro pode ser maior do que a estimativa teórica. Estes questionamentos vêm promovendo variadas pesquisas observacionais dos fluxos de radiação solar (Valero et al., 1997). O objetivo deste trabalho foi determinar a Transmissividade e Atenuação Atmosférica em dias de céu claro a parcialmente nublado e parcialmente nublado a nublado em Campina Grande PB e Cajazeiras PB e compará-las. MATERIAL E MÉTODOS Os dados utilizados referem-se ao período de 1º de janeiro de 1975 a 31 de dezembro de 19 da estação de Cajazeiras - PB (06º53'S; 38º34'W; 298m) e de Campina Grande - PB (07º13'S; 35º52'W; 5m), as quais fazem parte da Rede Solarimétrica do Estado da Paraíba, pertencentes à Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas do Centro de Tecnologia e Recursos Naturais da Universidade Federal de Campina Grande. Foram utilizados dados de irradiação solar global na superfície (Ig) e insolação real (n) medidas através de Piranômetros e Heliógrafos respectivamente. A irradiação solar incidente no topo da atmosfera (Io) será determinada por (Ometto, 1981): Io = 916,7Eo(h p senφsenδ + cosφcosδsenh p ) (1) Onde, φ é a latitude geocêntrica, que corresponde ao ângulo formado pelo plano equatorial terrestre e o segmento de reta que liga o centro da Terra ao referido local. Eo = 1, ,034221cosθ + 0,0012senθ + 0,000719cos2θ + + 0,000077sen2θ (2) Sendo, θ = 2πd/365, em que d = dia juliano (0-364) (3) e, h p = arccos(-tgφtgδ) (4) A transmitância atmosférica (τ) será determinada através da relação dada por Middleton (1961) em uma versão da publicação de Bougue s da seguinte forma:

3 di = di 0 exp(-k a m) (5) Onde, di e di 0 representam a irradiância solar à superfície terrestre e no topo da atmosfera; O termo exp(-k a m) expressa a transmitância atmosférica (τ), determinada no período compreendido entre 07:00 e 17:00 horas local, e sua integração no referido período dará a transmissividade atmosférica (T), ou seja: T = τdt (6) O coeficiente de atenuação atmosférica (k a ) também determinado no mesmo período, será calculado por: Ka = (1/m)*Ln(dIo/dI) (7) Onde, m é a massa ótica, que é dada por: m = 35(1224cos 2 z + 1) -0,5 (8) Neste trabalho foram considerados dias claros a parcialmente nublados (0,5 r < 1,0) e dias parcialmente nublados a nublados (0 < r < 0,5). RESULTADOS E DISCUSSÕES Para a condição de céu claro a parcialmente nublado, observa-se que a transmissividade atmosférica em Cajazeiras - PB é menor de abril a julho (55%). De acordo com a Figura 1, a curva de transmissividade atmosférica decresce de fevereiro a junho, depois cresce de julho até dezembro, justificando a presença menor de nuvem nesses meses. Os resultados obtidos para esta condição estão em parte de acordo com Cavalcanti et al. (01), onde eles concluíram que no período menos chuvoso do ano, observa-se os maiores valores de transmitância atmosférica global e, no período mais chuvoso do ano, observa-se os menores valores na região de Maceió AL. Para Campina Grande PB na condição de céu claro a parcialmente nublado verifica-se que a curva de transmissividade atmosférica decresce de janeiro a março, depois cresce até julho onde atingiu seu máximo em 76%. Nessas condições a atmosfera em Campina Grande mostrou-se mais transparente, o que significa dizer que neste mês, os dias apresentaram-se mais claros devido ao menor conteúdo de vapor d água e menos partículas em suspensão na atmosfera.

4 T - CPN Transmissividade (%) Figura 1 Transmissividade (T) Atmosférica mensal em dias de céu claro a parcialmente nublado (CPN) em Campina Grande PB () e Cajazeiras PB (). A atenuação em Cajazeiras PB apresenta-se maior de abril a julho, fim da estação chuvosa, e menor entre os meses de agosto e dezembro, devido pouca nebulosidade nessa condição. Com relação à atenuação atmosférica em Campina Grande PB (Figura 2) constata-se que os meses de março, setembro e outubro mostram-se claramente como os meses de maior nebulosidade nas condições de céu claro à parcialmente nublado, evidenciando desta forma o início da estação chuvosa (março), aumento da nebulosidade e consequentemente, em alguns casos, ocorrência de chuva nos meses de setembro e outubro para o período em questão. A - CPN Atenuação (%) Figura 2 Atenuação (A) Atmosférica em dias de céu claro a parcialmente nublado (CPN) em Campina Grande PB () e Cajazeiras PB (). Percebe-se que em Campina Grande (Figura 3) a transmissividade atmosférica para a condição de céu parcialmente nublado a nublado, nos meses de janeiro, julho e novembro, a irradiação solar à superfície em relação à irradiação solar no topo da atmosfera, é menor do que nos

5 demais meses do ano. Ainda pode-se verificar através desta mesma figura, que há um crescimento da atenuação atmosférica de março a julho, caracterizando desta forma, a estação chuvosa de Campina Grande que apresenta o trimestre (abril a julho) com maior total de precipitação. T - PNN Transmissividade (%) Figura 3 Transmissividade (T) Atmosférica em dias de céu parcialmente nublado a nublado (PNN) em Campina Grande PB () e Cajazeiras PB (). Para a condição de céu parcialmente nublado a nublado em Cajazeiras, nota-se na Figura 4 que, como o céu está mais nublado e a nuvem é um dos principais fatores que contribui para a atenuação, a atenuação apresenta-se um maior valor em junho (62%). Em Campina Grande PB os maiores valores foram observados durante a estação chuvosa e em novembro. A - PNN Atenuação (%) Figura 4 Atenuação (A) Atmosférica em dias de céu parcialmente nublado a nublado (PNN) em Campina Grande PB () e Cajazeiras PB ().

6 CONCLUSÕES 1 A transmissividade atmosférica em Cajazeiras foi sempre crescente no período de junho a outubro independente da condição atmosférica. 2 Observou-se com relação à atenuação atmosférica em Cajazeiras que a mesma foi sempre superior a % em dias de céu parcialmente nublado a nublado, independente da época do ano. 3 - A transmissividade atmosférica em Campina Grande variou de 36 a 76%, sempre em julho, em dias parcialmente nublado a nublado e claro a parcialmente nublado respectivamente. 4 - A atenuação atmosférica máxima, aproximadamente %, foi encontrada em Campina Grande no mês de julho, enquanto que em Cajazeiras foi em torno de % em junho para a condicao de céu parcialmente nublado a nublado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CAVALCANTI, E. A. B.; SOUZA, J. L.; M. FILHO, G.; NICÁCIO, R. M.; BARRETO, E. J. S.; SILVA NETO, J.L.; SANTOS, E. A. Irradiância Solar Global e Difusa na região de Maceió-AL. In: Congresso Brasileiro de Agrometeorologia, XII e Reunião Latino-Americana de Agrometeorologia, III, 01, Fortaleza - CE. Anais: Fortaleza - CE: SBA, 01, p MIDDLETON, W. E. K. Pierre Bouguer s Optical Treatire on the Gradation of Light. University of Toronto Press, Toronto, OMETTO, J. C. Bioclimatologia vegetal. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, p. VALERO, F. P. J.; CESS, R. D.; ZHANG, M.; POPE, S. K.; BUCHOLTZ, A.; BUSH, B.; VITKO, J. Absorption of solar radiation by the cloudy atmosphere: Interpretations of collocated aircraft measurements. Journal of Geophysical Res., v. 102 (D25), , 1997.