Aula 5 RADIAÇÃO SOLAR

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Ronaldo Bandeira de Paiva
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1 Universidade Norte do Paraná Unidade Piza / Departamento de agronomia Curso de Agronomia Aula 5 RADIAÇÃO SOLAR Andréa Scaramal Londrina/2016

2 Radiação Solar Maior fonte de energia para a terra Principal elemento meteorológico Um dos fatores determinantes do tempo e do clima Afeta diversos processos: - físicos (aquecimento/evaporação); - bio-físicos (transpiração); - biológicos (fotossíntese).

3 A RADIAÇÃO SOLAR ATUA: DIRETAMENTE desenvolvimento e o crescimento das plantas INDIRETAMENTE efeitos no regime térmico evaporação de águas pelas superfícies naturais.

4 Efeito da atmosfera sobre o balanço de Radiação solar ao atravessar a ATM energia radiante Processos de atenuação: Absorção Difusão Reflexão Interage com seus constituintes (naturais e artificiais) Modificações: na Quantidade, na Qualidade e na Direção dos raios solares Comprimento de onda Tamanho do constituinte atmosférico

RADIAÇÃO SOLAR ESPECTRO CONTÍNUO DE COMPRIMENTOS DE ONDA CURTA 3 FAIXAS (BANDAS) DISTINTAS RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA (UV) 10 nm < λ < 400 nm RADIAÇÃO VISÍVEL (VIS) 400 nm < λ < 700 nm RADIAÇÃO

5 RADIAÇÃO SOLAR ESPECTRO CONTÍNUO DE COMPRIMENTOS DE ONDA CURTA 3 FAIXAS (BANDAS) DISTINTAS RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA (UV) 10 nm < λ < 400 nm RADIAÇÃO VISÍVEL (VIS) 400 nm < λ < 700 nm RADIAÇÃO INFRAVERMELHO PRÓXIMO (IVP) 700 nm < λ < 3000 nm RADIAÇÃO VISÍVEL RADIAÇÃO FOTOSSINTETICAMENTE ATIVA (RFA OU PAR) Violeta ( nm), Azul ( nm), Verde ( nm), Amarelo ( nm), Laranja ( nm), Vermelho ( nm)

6 TAXA DE ABSORÇÃO DE LUZ DOS PIGMENTOS FOTOSSINTETISANTES

7 Principais reações fotoquímicas das plantas superiores

8 ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO Radiação UV Absorvida O2/O3 Quase que totalmente eliminada da radiação solar que atinge a superfície RADIAÇÃO VISÍVEL Praticamente não sofre redução por absorção em sua quantidade RADIAÇÃO INFRAVERMELHO PRÓXIMO Absorvida pelo vapor d água Absorvida CO2

9 Profª. Andréa Scaramal Menoncin AGROMETEOROLOGIA UNIDADE 1 Aula 5 Os Movimentos da Terra

10 Paralelos ao Equador Círculos menores Alguns paralelos mais importantes recebem nomes: círculo polar Ártico trópico de Câncer trópico de Capricórnio e círculo polar Antártico Os Paralelos divide a Terra em zonas climáticas; Intertropical, subtropical e polares.

11 O movimento de rotação A Terra gira ao redor de seu próprio eixo imaginário Duração de aproximadamente 24 horas. Chamamos esse período de dia Conseqüências

12 A sucessão dos dias e das noites Espaço de tempo que a Terra leva para dar uma volta completa em torno de seu eixo 2 períodos 23 horas, 56 minutos e 4 segundos Período claro (dia) Face da Terra voltada para o Sol Período escuro (noite) Face oposta Originou as horas e os Fusos horários. cria o movimento aparente do sol

13 Esse é o movimento que a terra realiza em torno de si mesma, denominado movimento real, que se dá no sentido de oeste para leste.

14 O movimento de translação Terra ao redor do Sol Essa volta não é circular, mas elíptica. Duração de 365 dias e 6 horas Velocidade de aproximadamente 30 km/s

15 O movimento de translação e as estações do ano, no hemisfério Sul

18 Ângulo Zenital (Z) ângulo formado entre o Zênite e os raios solares. Varia de acordo com a latitude, a época do ano e a hora do dia. Zênite Zênite Ângulo Zenital (Z 2 ) Ângulo Zenital

19 Distribuição da Radiação Solar na Superfície Terrestre A irradiância solar varia de acordo ângulo de incidência dos raios solares. com o Esse ângulo formado entre o Zênite local e os raios solares, denomina-se ÂNGULO ZENITAL (Z). Quanto maior Z, menor a irradiância solar.

20 Caso 1 Zênite Ângulo Zenital (Z 1 ) Z Caso 2 Zênite Ângulo Zenital (Z 2 )

22 As Estações do Ano Os solstícios são épocas onde os hemisférios norte e sul são desigualmente iluminados. Solstícios de Verão: os dias são mais longos que as noites. Solstício de inverno: as noites são mais longas que os dias. Os equinócios são épocas em que os hemisfério norte e sul são igualmente iluminados. As durações dos dias e das noites são iguais nos dois hemisfério

25 As órbitas de todos os planetas são sempre elípticas, tendo sempre um ponto mais afastado (afélio)4 julho e um ponto mais próximo (periélio)4 Janeiro, dos Sol.

Radiação Solar - Estações do ano Norte = 23 0 27

26 Radiação Solar - Estações do ano Norte = Plano do equador do Sol Planeta Terra Sul O planeta Terra está inclinado em relação ao plano do Sol em um ângulo de (Latitude do Trópico de Capricórnio).

27 Declinação solar ( ): é o ângulo formado entre o equador terrestre e a linha imaginária que contém o plano do sol. A declinação solar varia entre (quando o sol está no HN) a (quando o sol está no HS).

28 Variação da declinação solar ( ) e estações do ano Fixando a terra como centro.

29 Significado das efemérides astronômicas: Equinócio: do Latim aequus (igual) e nox (noite), e significa "noites iguais", portanto dias iguais. Solstício: do Latim sol (Sol), e sistere (que não se move). Indicando que o sol não se move a partir deste ponto.

30 Matematicamente é possível calcular a posição do sol em cada dia do ano com uso de modelos: =23,45 *sen [(360/365).(NDA ou DJ 80)]]

31 Variação da declinação solar ao longo do ano Solstício Equinócio Equinócio Solstício

32 Dia Juliano (DJ) Número do Dia Juliano (DJ) que representa o dia do ano independente dos meses. Tambem denominado de NDA (número de Dia do Ano) Por exemplo: Dia 1 de janeiro é o DJ = 1 Dia 1 de fevereiro é o DJ = 32 Dia 31 de dezembro é o DJ = 365 ou 366. E assim por diante.

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

34 FOTOPERÍODO (N) Número de horas de brilho solar sem considerar os efeitos da atmosfera para aquele dia do ano e para aquela latitude. Por exemplo o fotoperíodo para o dia 21 de dezembro em São Paulo, SP, é 13h30min e para o dia 20 de junho cerca de 10h. Na linha do equador o fotoperíodo é sempre ~ 12h

35 Fotoperíodo ou horas de brilho solar O fotoperíodo (N) 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 N Nascer do Sol

36 Determinação do Fotoperíodo 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 N = 2*hn / 15 = 0,1333 hn hn = ângulo horário do nascer do sol, dado por: hn = arccos [ -tan tan ]

37 Ex = 02º59 08" S 08/60 = 0,1333 0, = 59,133 59,133/60 = 0,985 Latitude = 2+0,985 Latitude = -2,985 (Sul)

38 Exemplo 1: Estime a duração do dia em Paragominas (02º59 08" S, 47º19'57" W) no dia 15/03/15 Latitude = 02º59 08" S δ = 23,45.sen [360/365.(DJ- 80)] DJ = = 74 δ = -2,42 08/60 = 0,1333 0, = 59,133 59,133/60 = 0,985 Latitude = 2+0,985 Latitude = -2,985 (Sul)

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

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