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Clima 2   atmosfera e radiação
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Clima 2 atmosfera e radiação

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  • 1. ATMOSFERA TERRESTRE • é formada por diversas camadas gasosas que envolvem o planeta, compostas de oxigênio (21%), nitrogênio (78%) e inúmeros outros elementos, tudo constituído uma massa fluida em permanente movimento. É mantida em volta da terra pela força gravitacional. Com altitude estimada em 1000 km, 80% de sua massa acumulam-se nos primeiros 5 km.
  • 2. COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA Composição média da atmosfera seca abaixo de 25 km Gás Volume % (ar seco) Nitrogênio (N2) 78,08 Oxigênio (O2) 20,94 Argônio (Ar) 0,93 Bióxido de Carbono (CO2) 0,03 Neônio (Ne) 0,0018 Hélio (He) 0,0005 Ozônio (O3) 0,00006 Hidrogênio (H) 0,00005
  • 3. • VAPOR D’ÁGUA – é fornecido a atmosfera pela evaporação das superfícies líquidas, dos solos e dos tecidos vivos (evapotranspiração) E também por meio da combustão. A quantidade de vapor d’água na atmosfera varia de quase zero nos desertos e regiões polares, até um máximo de 4% em volume nas latitudes tropicais (quentes e úmidas). O teor de vapor d’água na atmosfera está estreitamente relacionado com a temperatura do ar e com a disponibilidade de água na superfície terrestre.
  • 4. •AEROSSÓIS – são partículas de poeira, em suspensão na atmosfera, tais como poeiras vulcânicas, poeiras dos desertos, fumaça, fuligem industrial, sal marinho etc. - muitas partículas absorvem água e constituem os núcleos higroscópicos em torno dos quais ocorre a condensação do vapor d’água. - são responsáveis pela variação de cores no nascer e pôr-do-sol. - interceptam parte da radiação solar
  • 5. Terra no Sistema Solar
  • 6. RADIAÇÃO SOLAR • O sol fornece 99,97% da energia que é utilizada para vários fins no sistema terra-atmosfera. Na natureza a transferência de calor ocorre por três processos: • Condução- o calor é transferido de uma molécula para outra, sendo mais importante no solo. • Convecção- ocorre movimentação de uma massa fluida (ar, água) por diferença de densidade. Esse movimento pode ser vertical ou horizontal. O movimento vertical ocorre devido as diferenças de pressão • Radiação- é a transferência de calor (energia radiante) de um objeto para outro sem haver necessidade de um meio físico de conexão, ocorrendo principalmente através de ondas eletromagnéticas.
  • 7. RADIAÇÃO SOLAR • O sol emite radiação praticamente em todos os comprimentos de onda, embora 99% esteja entre 0,2 e 4 micra. • IV > 0,74 micra- 45% • UV < 0,36 micra- 9% • Luz ou radiação visível entre 0,36 e 0,74 micra- 46%
  • 8. Espectro eletromagnético
  • 9. Balanço de Radiação
  • 10. Radiação Atmosférica • Embora a atmosfera seja muito transparente à radiação solar incidente, somente em torno de 25% penetra diretamente na superfície da Terra sem nenhuma interferência da atmosfera, constituindo a insolação direta. O restante é ou refletido de volta para o espaço ou absorvido ou espalhado em volta até atingir a superfície da Terra ou retornar ao espaço. O que determina se a radiação será absorvida, espalhada ou refletida de volta é em grande parte, o comprimento de onda da energia que está sendo transportada, assim como do tamanho e natureza do material que intervém.
  • 11. ESPALHAMENTO Embora a radiação solar incida em linha reta, os gases e aerossóis podem causar seu espalhamento, dispersando-a em todas as direções - para cima, para baixo e para os lados. A reflexão é um caso particular de espalhamento. A insolação difusa é constituída de radiação solar que é espalhada ou refletida de volta para a Terra. Esta insolação difusa é responsável pela claridade do céu durante o dia e pela iluminação de áreas que não recebem iluminação direta do sol.
  • 12. REFLEXÃO Aproximadamente 30% da energia solar é refletida de volta para o espaço. Neste número está incluída a quantidade que é retroespalhada. A reflexão ocorre na interface entre dois meios diferentes, quando parte da radiação que atinge esta interface é enviada de volta. Conforme já mencionamos, a fração da radiação incidente que é refletida por uma superfície é o seu albedo. Portanto, o albedo da Terra como um todo (albedo planetário) é 30%. O albedo varia no espaço e no tempo, dependendo da natureza da superfície e da altura do Sol. Dentro da atmosfera, os topos das nuvens são os mais importantes refletores. O albedo dos topos de nuvens depende de sua espessura, variando de menos de 40% para nuvens finas (menos de 50m) a 80% para nuvens espessas (mais de 5000m).
  • 13. ABSORÇÃO O espalhamento e a reflexão simplesmente mudam a direção da radiação. Contudo, através da absorção, a radiação é convertida em calor. Quando uma molécula de gás absorve radiação esta energia é transformada em movimento molecular interno, detectável como aumento de temperatura. Portanto, são os gases que são bons absorvedores da radiação disponível que tem papel preponderante no aquecimento da atmosfera.
  • 14. Radiação Terrestre • Aproximadamente 51% da energia solar que chega ao topo da atmosfera atinge a superfície da Terra. A maior parte desta energia é reirradiada para a atmosfera. Como a Terra tem uma temperatura superficial bem menor que a do Sol, a radiação terrestre tem comprimentos de onda maiores que a radiação solar, situados no intervalo infravermelho, entre 1 e 30 micra. A atmosfera é um absorvedor eficiente de radiação nessa faixa. O vapor d'água e o dióxido de carbono são os principais gases absorvedores neste intervalo. Como a atmosfera é bastante transparente à radiação solar (ondas curtas) e mais absorvente para radiação terrestre (ondas longas), a Terra é a maior fonte de calor para a atmosfera. A atmosfera, portanto, é aquecida a partir da superfície, o que é evidente no perfil vertical médio de temperatura na troposfera, que mostra um decréscimo (~6,5°C/km) de temperatura com a altitude.
  • 15. BALANÇO GLOBAL DE CALOR Existe um balanço quase perfeito entre a quantidade de radiação solar incidente e a quantidade de radiação terrestre (sistema terra-atmosfera) retornada para o espaço; caso contrário, o sistema Terra-atmosfera estaria progressivamente se aquecendo ou resfriando.
  • 16. • ALBEDO- É A RELAÇÃO ENTRE O TOTAL DE ENERGIA REFLETIDA E O TOTAL DA ENERGIA QUE INCIDE SOBRE UMA SUPERFÍCIE. – SUPERFÍCIE ALBEDO % – Solo negro e seco 14 – Solo negro e úmido 8 – Solo nu 7-20 – Areia 15-25 – Florestas 3-10 – Campos naturais 3-15 – Campos de cultivo secos 20-25 – Gramados 15-30 – Neve recém-caída 80 – Neve caída há dias ou semanas 50-70 – Água, altitude solar > 40° 2-4 – Água, altitude solar 5-30° 6-40 – Cidades 14-18

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