terça-feira, junho 14, 2005

A radiação solar incidente

Olhando para a Fig. 24, verifica-se que a superfície da Terra e a atmosfera adjacente recebem, aproximadamente, 240 W/m2 da energia solar que penetrou no topo da atmosfera (342 W/m2). Os fluxos energéticos estão expressos em densidade de potência (watt por metro quadrado). Recorde-se que se trata de valores médios anuais e globais.

Os gases e as nuvens que compõem a atmosfera absorvem directamente 70 W/m2, dos quais uma pequena parte pelo oxigénio e pelo ozono da estratosfera (situada entre 11 quilómetros e 47 quilómetros de altitude) e a maior parte pelo vapor de água, pelos aerossóis e pelas nuvens da troposfera (camada do ar até 11 quilómetros de altitude).

Por radiação directa (em linha recta) ou por radiação difusa (em qualquer direcção), a superfície terrestre absorve os restantes 170 W/m2 que atravessam o ar mas que se repartem pelas várias latitudes de forma muito diferente. A radiação difusa, que sofre muitos desvios até atingir a Terra, suplanta a directa nas altas latitudes ou nos dias nublados. O contrário acontece nos dias de céu limpo e nas latitudes baixas. Começa-se a perceber que a realidade suplanta a simplicidade do IPCC.

Embora o IPCC raramente o explique, para se chegar ao valor de 240 W/m2, atrás referido, parte-se do fluxo de radiação solar de, aproximadamente, 1368 W/m2 que atravessa uma superfície imaginária no topo da atmosfera, transversal aos raios solares.

É este o valor, que começou a ser medido pelos satélites (por meio de radiómetros, com uma precisão de mais ou menos 0,3 %, que também medem a contra-radiação terrestre), atribuído à designada constante solar. Continua aqui o somatório de aproximações do IPCC já que dizer que este valor é constante é uma meia verdade científica, se assim se pode dizer.

De facto, a constante solar varia com a actividade solar e, mais ainda, com a excentricidade da órbita terrestre (Vd. posts sobre manchas solares e a excentricidade). O fluxo solar incidente varia entre um máximo de 1410 W/m2 no periélio (princípio de Janeiro, quando a Terra está mais próxima do Sol) e um mínimo de 1320 W/m2 no afélio (princípio de Julho quando a terra está mais afastada do Sol).

A partir da constante solar pode-se calcular o fluxo médio que incide por metro quadrado da superfície esférica exterior da atmosfera (topo da atmosfera) já que, como se verá a seguir, é a quarta parte desse valor: 342 W/m2 (Vd. Fig. 24).

Com efeito, o fluxo total da energia solar que é interceptada continuamente pelo planeta é igual ao valor da constante solar (1368 W/m2) multiplicado pela superfície que ela atravessa correspondente a um círculo imaginário de raio R igual ao raio médio da Terra.

Ou seja, determina-se uma potência igual a 1368 x π R2 watts. Como a superfície da Terra é muito aproximadamente igual à de uma esfera (4π R2) que é 4 vezes superior à superfície do círculo transversal (π R2) conclui-se que o fluxo médio que se reparte pelo conjunto da esfera é 4 vezes menor: (1368 / 4) = 342 W/m2.

Assim se chega ao valor incidente da radiação solar média global durante um ano. Deste valor, 30 % é reflectido pela própria atmosfera (102 W/m2) e devolvido de novo para o espaço extraterrestre sem ser utilizado pelo planeta.

Este factor igual a 0,3 de radiação reflectida, que se perde no espaço, denomina-se albedo terrestre. Deste modo, a densidade da potência que incide sobre a Terra e a atmosfera adjacente é de (1 - 0,3) x 342 = 240 W/m2.

Não são poucos os climatologistas que afirmam que as mudanças climáticas sentidas actualmente estão ligadas a uma diminuição do albedo que varia com o tempo devido a causas naturais.

A título de curiosidade, o albedo de Vénus é de 0,72 pelo que, embora este nosso vizinho esteja mais próximo do Sol do que a Terra e receba no topo da sua atmosfera um fluxo médio quase duas vezes mais elevado (654 W/m2), absorve uma quantidade de energia solar inferior à da Terra: (1 - 0,72) x 654 = 183 W/m2.

2 Comments:

Anonymous antonio melo said...

por essa ordem de ideias as temperatuas em vénus não deviam ser mais reduzidas que na terra?

4:41 da tarde  
Anonymous Anónimo said...

183_W/m2 chegam à superfície. Mas a energia fica retida no planeta, devido ao "Efeito Estufa"...
Entra pouca energia, porém, sai muito menos. Acumulando energia.

Thiago Matte.
go.matte@hotmail.com
Brasil

5:51 da manhã  

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