Radiação Solar parte 1

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Leandro Caires Pinho
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1 Universidade de São Paulo Departamento de Geografia Disciplina: Climatologia Agrícola Radiação Solar parte 1 Prof. Dr. Emerson Galvani Laboratório rio de Climatologia e Biogeografia LCB

2 Radiação Solar Fonte primária ria de todos os processos no planeta (99,7%); Apresenta variação sazonal e espacial que caracterizam o nível n energético de cada região; Inclinação do equador terrestre que resulta nas estações do ano e não a distância terra-sol.

3 Grimm, 2004

4 No Periélio, a distância Terra-Sol (D) é da ordem de 1,47*10 8 km (03/01) A distância média Terra-Sol (d) é denominada UNIDADE ASTRONÔMICA = 1,496*10 8 km No Afélio a distância Terra-Sol (D) é da ordem de 1,52*10 8 km (04/07)

5 Constante Solar (Jo ou Io): irradiância solar numa superfície plana e perpendicular aos raios solares, sem os efeitos atenuantes da atmosfera e a uma distância Terra-Sol média: Jo W/m2 Para o Afélio (04/07 NDA = 185) (d/d) 2 = 0,967 Jo = W/m 2 2,0 cal/cm2.min Para o Periélio (03/01 NDA = 4) (d/d) 2 = 1,033 Jo = W/m 2 OBS: Apesar da variação da distância Terra-Sol promover variação na irradiância solar extraterrestre ao longo do ano, essa variação é muito pequena, da ordem de ± 3,3% e essa variação NÃO é a responsável pela ocorrência das estações do ano.

Variação da elevação solar e, conseqüentemente, do ângulo zenital (Z) em diferentes latitudes, considerando-se o dia de Equinócio e às 12h (passagem meridiana do

6 Variação da elevação solar e, conseqüentemente, do ângulo zenital (Z) em diferentes latitudes, considerando-se o dia de Equinócio e às 12h (passagem meridiana do Sol) Z = 0 o Para φ = 0 o Z = 45 o Para φ = ±45 o Z = 60 o Para φ = ±60 o A linha vermelha indica o zênite do local Ao meio dia pode se obter Z por: Z 12 = δ - φ

Esse ângulo formado entre o Zênite local e os raios solares, denomina-se ÂNGULO ZENITAL (Z).

7 Distribuição da Radiação Solar na Superfície Terrestre A irradiância solar varia de acordo com o ângulo de incidência dos raios solares. Esse ângulo formado entre o Zênite local e os raios solares, denomina-se ÂNGULO ZENITAL (Z). Quanto maior Z, menor a irradiância solar. Zênite Zênite Ângulo Zenital (Z 2 ) Ângulo Zenital (Z 1 ) φ = latitude (0 a ±90 o ) δ = declinação solar (0 a ±23,45 o )

Os valores instantâneos da irradiância solar global (Rg) na superfície, que representa a soma dos componentes direta (Rdir) e difusa (Rdif), sofrem grandes variações temporais e espaciais em

8 Os valores instantâneos da irradiância solar global (Rg) na superfície, que representa a soma dos componentes direta (Rdir) e difusa (Rdif), sofrem grandes variações temporais e espaciais em função das condições atmosféricas, especialmente umidade e nebulosidade, e também da época do ano e hora do dia, pois ocorre variação da camada da atmosfera a ser atravessada pela radiação solar.

9 Variação da declinação solar e estações do ano Fixando a terra como centro.

10 Fonte: Assunção, 2005

11 Estimativa da declinação solar δ = 23,45 sen * [(360/365).(NDA 80)] Solstício Equinócio Equinócio Solstício

12 Determine a declinação solar para a data de hoje 21 de março o de 2007 NDA = 31(j)+28(f)+21(m) = 80 Então: δ = 23,45 sen * [(360/365).(80 80)] δ = 23,45 sen * [(360/365).(0)] δ = 0,0o δ (equinócio de outono)

13 Declinação solar para o 15 dia do mês e nas datas dos equinócios e solstícios

14 Efemérides 06h10 06h11 06h12 18h18 SP efemeride 20/3 21/3 22/3 23/3 24/3 Nascente Poente Fonte:

15 Radiação no topo da atmosfera (Qo( Qo) Estimada em função: latitude, dia do ano (declinação solar) Valor encontrado em tabelas ou estimado pela equação: Qo = 37,6 (d/d) 2 [π/180 hn sen φ sen δ + cos φ cos δ sen hn]

16 Radiação solar no topo da atmosfera

17 Radiação solar no topo da atmosfera

18 Radiação solar no topo da atmosfera (MJ/m2)

19 Determinação do Fotoperíodo Assim como Qo, o fotoperíodo (N) também pode ser calculado, considerando-se as relações astronômicas TERRA-SOL. Como o fotoperíodo é a duração do dia desde o nascer até o pôr do Sol, temos que na sua trajetória aparente o Sol descreve um arco simétrico em relação ao meio-dia. Pode-se dizer, então, que N é o dobro do ângulo horário ao nascer do Sol (hn), e função da latitude e da declinação solar Meio-Dia N/2 N/2 Pôr do Sol Nascer do Sol N

20 Fotoperíodo (horas) 16,0 14,0 12,0 10,0 N = 2*hn / 15 = 0,1333 hn Nascer do Sol = 12 N/2 Pôr do Sol = 12 + N/2 FOTOPERÍODO x LATITUDE Lat 10 S Lat 20 S Lat 30 S Lat 40S Equador 8,0 JAN MAR MAI JUL SET NOV Meses

21 Em um dia completamente limpo (sem nuvens) cerca de 80% do Fotoperíodo estimado chega na superfície. Então para a latitude do trópico (nossa) teremos: Absorção e reflexão pela atmosfera 02 de março 11 de outubro Cana-de-açúcar floresce com N maior que 10,0 h

22 Fotoperíodo estimado para o 15o dia de cada mês.

23 Exercício 01: impresso

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