INTRODUÇÃO À. (...) Umidade do ar. Radiação e balanço de energia. Temperatura do ar e do solo (...) (...) Umidade do ar. Radiação e balanço de energia

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1 A C 3 3 F AGROCLIMATOLOGIA INTRODUÇÃO À RADIAÇÃO SOLAR P R O F. D R. F R E D E R I C O M. C. V I E I R A Aula passada (...) Umidade do ar Radiação e balanço de energia Radiação solar e leis da radiação Distribuição da energia solar terrestre Instrumentos de medição Balanço de radiação (ondas curtas e longas) Temperatura do ar e do solo (...) Assunto da aula (...) Umidade do ar Radiação e balanço de energia Radiação solar e leis da radiação Distribuição da energia solar terrestre Instrumentos de medição Balanço de radiação (ondas curtas e longas) Temperatura do ar e do solo (...) 1

2 Radiação solar, fotoperíodo e balanço de energia Radiação solar Radiação Solar Introdução e leis importantes Conceito 1: energia radiante, maior fonte de energia para a Terra, principal elemento meteorológico Conceito 2: influência direta no tempo e no clima Influências: físicos (aquecimento, evaporação), biofísicos (transpiração) e biológicos (fotossíntese); atenuação pelas árvores... Atenuação pelas árvores em um dossel: Representação do efeito da estrutura de uma floresta sobre a penetração da luzde diferentesângulos; Esquema generalizado com o sol no zênite ao meio dia e mudanças em diferentes horários na intensidade da luz acima do dossel e no piso da floresta(longman&jenik,1981 citado pormacieletal., 2002). 2

3 Atenuação pelas árvores em um dossel: Intensidade da luz penetrando através das folhas de uma floresta tropical a alturas variadas sobre o piso da floresta. Maior a altura, maior a entrada de luz importante para espécies em germinação, crescimento e reprodução (JACOBS,1988 citado por MACIELet al., 2002). Atenuação pelas árvores em um dossel: Diagrama representativo do provável padrão diurno da intensidade de luz em floresta não perturbadae em clareiras de diferentes tamanhos em dia claro (ORIANS,1982citado pormacieletal., 2002). Lei do inverso do quadrado da distância: Enunciado: a energia recebida em uma superfície é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a fonte emissora e a superfície receptora; Na prática: com a variação das distâncias entre Terra e Sol, varia também a radiação recebida pelo planeta 3

4 Periélio e Afélio: Periélio: quando a Terra se encontra mais próxima do Sol (1, km), acarretando maior velocidade de translação. Neste ano (2013), o periélio ocorreudia02dejaneiro, às05 horas; Afélio: quando a Terra se encontra mais distante do Sol (1, km), acarretando menor velocidade de translação. Neste ano (2013), teremos o aféliodia5de julho, às15 horas. Efemérides - solstícios e equinócios: Solstício de verão (HS) Equinócio Solstícios: quando a Terra atinge sua maior declinação. No inverno ( de junho, às 05:04), o HS possui dia mais curto; no verão ( de dezembro,às17:11), ohspossuidia maislongo; Equinócios: quando o Sol cruza o plano do equador celeste. Tanto na primavera ( de setembro, às 20:44), quanto no outono ( demarço,às11:02), o dia possui12 horasdeduração. Irradiância vs. Efemérides Irradiância solar extraterrestre (Q 0 ): energia disponível em um dia, em dada latitude, sem se considerar os efeitos atenuantes da atmosfera. Varia ao longo do ano e entre latitudes: Qo (MJm -2 d -1 ) 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 RADIAÇÃO SOLAR x LATITUDE 10S 20S 30S 40S Equador J AN FEV MAR AB R M AI JUN J UL AGO S ET OUT NOV DEZ Meses DoisVizinhos: 25,69ºS 4

5 Irradiância vs. Efemérides Latitude Iz (W/m 2 ) Irradiância Solar Extraterrestre (-22,7 o ) Horário SI EQ SV SI : solstício de inverno EQ: equinócios SV: solstício de verão Espectros da Luz Cores da luz 5

6 Lei de Stefan-Boltzmann #1: Enunciado: todo corpo acima de 0K emite energia radiativa e que a densidade de fluxo desta energia emitida é proporcional à 4ª potência da temperatura absoluta deste corpo E = T 4 Lei de Wien #1: ( máx = 0,5 m = 500 nm = Ondas Curtas) ( máx = 10 m = nm = Ondas Longas) Enunciado: o produto entre a temperatura absoluta de um corpo e o comprimento de onda de máxima emissão energética é uma constante, isto é: T max = 2, nmk Lei de Wien #2: Enunciado: ou seja, quanto menor a temperatura, maior o comprimento de onda de máxima emissão. Desta forma, os comprimentos de onda emitidos pela Terra (T = 300K ou 27ºC) são considerados de ondas longas, enquanto que o Sol (T = 6000K ou 5727 ºC) são considerados ondas curtas 6

7 Lei de Wien #3: Lei de Stefan-Boltzmann + Wien: o Sol emite ondas curtas com maior emissão em torno de 500 nm e a Terra emite ondas longas com maior emissão em torno de nm 7