Última aula: Radiação solar e terrestre Hoje: Variação Sazonal e Diurna da Temperatura Próxima aula: Vapor d água/nuvens/estabilidade vertical

Transcrição

1 Última aula: Radiação solar e terrestre Hoje: Variação Sazonal e Diurna da Temperatura Próxima aula: Vapor d água/nuvens/estabilidade vertical

2 A órbita da Terra em torno do Sol não é circular: em janeiro a Terra está mais próxima do Sol do que em julho As estações do ano são devido a isto?

3 A órbita da Terra em torno do Sol A variação sazonal da distância ao Sol tem um pequeno efeito na temperatura sazonal. A translação do Terra em torno do Sol leva a estações devido à inclinação do eixo da Terra.

4 Estações do Ano As estações são reguladas pela quantidade de energia solar recebida na superfície da Terra A energia solar recebida no topo da atmosfera depende: do ângulo com que a luz do sol incide na superfície. do fotoperíodo. As estações NÃO ocorrem devido à forma elíptica da órbita da Terra.

5 Para ângulos menores da radiação solar incidente, a mesma quantidade de energia é espalhada numa área maior Sol alto (verão) maior aquecimento Sol baixo (inverno) menor aquecimento A inclinação do eixo da Terra é importante! Sol Alto Sol Baixo

6 inverno HS June 21 Equinócio verão HS March 20, Sept 22 Dec 21

7 Uma vez que as latitude polares recebem luz solar por um período maior durante o verão, por que as temperaturas não são maiores? Por que a temperatura não é maior no solstício de verão? O que aconteceria se mudássemos a inclinação do eixo da Terra? - Se a inclinação aumentasse teríamos um ciclo sazonal mais/menos pronunciado no HS? - O que aconteceria se a inclinação fosse de 90 o? Ou zero graus?

8 Estações do Ano

9 As estações do ano são definidas pela variação na radiação solar. Estas variações (ângulo do sol/quantidade de luz solar) são função da latitude. Então por que as estações são tão diferentes nestas duas cidades que têm a mesma latitude?

10 Variação sazonal da Temperatura Note: efeito dos oceanos contrastes E-W

11 Transporte Meridional de Calor

12 Variação Diurna da Temperatura Cada dia é como um pequeno ciclo sazonal Os raios de sol mais intensos ocorrem ao meio-dia Como acontece nas estações, a temperatura máxima diurna apressenta uma defasagem em relação ao máximo da radiação solar incidente. O entendimetno do ciclo diurno da temperatura requer o entendimento dos diferentes processos de aquecimento e resfriamento da atmosfera: Radiação Condução Convecção

13 Aquecimento da Atmosfera A luz do sol aquece a superfície A superfície aquece as camadas de ar adjacentes por condução A pequena condutividade térmica do ar restringe o aquecimento a poucos cm O movimento vertical aleatório das moléculas de ar quente superficial transfere calor para cima (difusão) O ar quente forma bolhas de ar ascendente (térmicas), o que leva à convecção A mistura mecânica devido ao vento aumenta esta forma de transferência de calor

14 Perfil Vertical da temperatura - dia Um dia de verão pode ter 50 o C na altura dos pés e 35 o C na altura da cintura!

15 Energia que chega e que sai Energia é acumulada no sistema conforme E in > E out Energia adicionada leva ao aumento da temperatura T máx ocorre quando E out > E in T máx ocorre às h para céu claro no verão Que fatoers podem altrerar esta defasagem?

16 Fatores p/ Tmáx Tmáx depende de Cobertura de nuvem Tipo da superfície Características de absorção Fortes absorvedores aumentam o aquecimento da superfície Vegetação/umidade Energia disponível usada parcialmente para evaporar água Vento Forte mistura pelo vento transporta o ar aquecido próximo ao chão para níveis mais altos

17 Resfriamento durante a Noite Sol mais baixo durante a tarde significa E in < E out Durante a noite, a superfície e o ar irradiam energia para o espaço O chão é um irradiador melhor do que o ar, então o chão resfria-se mais rapidamente (lei de Kirchoff). O chão resfria as camadas de ar adjacentes por condução Tranferência de calor para as camadas superiores é lenta devido à baixa condutividade térmica do ar Por que a convecção não é tão importante à noite?

18 Inversão por Radiação Inversão por Radiação T aumenta com a altura Ocorre com céu claro, noites calmas (inversão noturna) São mais intensas quando Ventos são calmos Ar é seco Menor absorção de IV Menor liberação de calor latente por nevoeiro/orvalho O céu está sem nuvens A noite é longa

19 Amplitude Térmica Diurna

20 Piscinas de Ar Frio Conforme o ar resfria, sua densidade aumenta, levando-o a Escoar para baixo pela enconsta da montanha Piscinas de ar frio em baixadas e vales

21 Inversões e agricultura Resfriamento da superfície pode levar a temperaturas inferiores ao ponto de congelamento Possíveis danos à agricultura Especialmente problemático para pomares em climas quentes Mistura do ar quente superior para baixo pode limitar a queda da temperatura próximo à superfície