terça-feira, junho 14, 2005

A contra-radiação terrestre

A Terra, sendo um corpo quente, emite radiação de acordo com a lei de Stefan-Boltzman:
E = σ . T4 (T elevado à 4ª potência)

Onde E representa a energia radiada em W/m2, σ é a constante de Stefan-Boltzman, T é a temperatura absoluta em graus kelvin (K).

O calor radiado pelo planeta – que, no fundo, proveio da energia solar absorvida anteriormente – adiciona-se ao fluxo solar de 70 W/m2 absorvido pelo ar vindo do Sol (Vd. Fig. 24).

A contra-radiação terrestre de 494 W/m2 provém de um processo radiativo e de dois não-radiativos, a saber:

- Radiação infravermelha de 390 W/m2 dos quais 40 W/m2 se escapam pelo topo da atmosfera e 350 W/m2 são absorvidos pelas nuvens e pelos gases com efeito de estufa de origem natural.
- Calor latente de evaporação e de condensação de 80 W/m2 que é da mesma ordem de grandeza que a absorção directa da radiação solar (70 W/m2). Por um lado, existem moléculas de água em fase líquida retiradas do mar ou de zonas húmidas que se evaporam e passam à fase gasosa. Esta mudança de estado liberta calor. Por outro, também há libertação de calor pela mudança de estado da fase gasosa à fase líquida por condensação de vapor de água da atmosfera.
- Calor sensível de 24 W/m2, que acompanha de maneira imediata a convecção térmica, por condução e convecção pelo contacto directo das moléculas do substrato oceânico ou continental com as moléculas de ar.

A radiação solar incidente propaga-se em linha recta a uma velocidade de 300 mil quilómetros por segundo e está essencialmente situada na gama visível. Quase toda a energia solar radiante é transmitida em ondas curtas (99 %).

Já a contra-radiação terrestre é emitida em ondas longas. A diferença de comprimentos de onda está situada nas diferentes temperaturas do Sol e da Terra. Os comprimentos de onda da radiação são inversamente proporcionais às temperaturas.

Enquanto a atmosfera é quase “transparente” (pequena absorção) à radiação visível das ondas curtas, relativas à radiação incidente, ela é quase “opaca” (grande absorção) às radiações infravermelhas (ondas longas) da contra-radiação.

Por isso, a contra-radiação é parcialmente absorvida pelo vapor de água (que constitui cerca de 1 % da atmosfera), o dióxido de carbono (0,03 %) e pelo ozono ou o metano (em quantidades ínfimas). Já os outros componentes do ar como o azoto (78,8 %) e o oxigénio (20,95 %) não intervêm praticamente neste processo.

Como se vê até aqui, o balanço radiativo no topo da atmosfera é nulo, ou seja, existe equilíbrio entre a energia que penetra (342 W/m2) e a energia que sai, a reflectida pelo albedo planetário (102 W/m2) mais a devida, directa ou indirectamente, à contra-radiação planetária (40 W/m2 + 200 W/m2).

1 Comments:

Anonymous Anónimo said...

muito fixe...

2:29 da tarde  

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