Insolação energética

Aproveita-se uma questão levantada por um leitor para descrever, sumariamente, o mecanismo da insolação energética diária no topo da atmosfera conforme a latitude e o mês do ano, como se vê na Fig. 135.

Considera-se o topo da atmosfera coincidente, aproximadamente, com a tropopausa. Ou seja, como sendo a superfície de descontinuidade entre a troposfera e a estratosfera. A tropopausa situa-se cerca de 50 km acima do nível do mar, em termos médios.

A unidade utilizada na figura é a (cal / cm2) / dia [calorias por centímetro quadrado e por dia]. Tem-se 1 (cal / cm2) / dia equivalente a 0,48 (W / m2) / dia [watts por metro quadrado e por dia].

Verifica-se que o valor máximo da insolação diária nos Pólos excede o dos Trópicos em meados do Verão. Este valor máximo acontece no solstício de Verão.

A figura encontra-se no livro “Climate Change: A Natural Hazard”, de William Kininmonth, pág. 56 (ISBN 0 906522 26 9). Por sua vez, este cientista australiano refere que ela se encontra nas “Smithsonian Tables, 1966”.

Os vários climas do globo devem-se à variação latitudinal da radiação no topo da atmosfera como se encontra traçada na Fig. 135.

As variações mensais e as latitudinais da insolação exibidas na Fig. 135 são consequências da:

- Inclinação, ou obliquidade, do eixo de rotação da Terra, que se apresenta actualmente com um valor cerca de 23,5 º. A forma geométrica do globo terrestre contribui para a variação latitudinal.

- Precessão do eixo de rotação.

- Excentricidade da órbita da Terra em volta do Sol. A Terra está, aproximadamente, mais próxima do Sol no dia 4 de Janeiro de cada ano.

A alternância de seis meses de escuridão em cada Pólo é uma consequência da inclinação do eixo de rotação. A Terra recebe mais radiação solar durante o Verão do Hemisfério Sul do que durante o Verão do Hemisfério Norte.

Cerca de 30 % do total da radiação solar que atinge o topo da atmosfera é reflectida para o espaço pelas nuvens, pelos aerossóis e pela superfície terrestre. A Terra absorve o remanescente da radiação solar.

A atmosfera e os seus constituintes absorvem 20 % da radiação solar. O restante, ou seja 50 % da radiação solar interceptada pela Terra, é absorvido pela superfície do globo terrestre.

Os diferentes géneros de superfície terrestre são determinantes para a absorção e a integração da radiação no sistema climático.

Mais de 70 % da superfície terrestre é formada pelos oceanos. A radiação solar penetra nos oceanos até uma camada da ordem dos cem metros.

A capacidade térmica da camada superficial oceânica é relativamente elevada. A temperatura superficial dos oceanos responde lentamente às variações da insolação, tanto diariamente como sazonalmente.

Em contraste, a radiação solar absorvida pelas superfícies dos solos contribui rapidamente para o aquecimento da superfície. É o que sucede nas ondas de calor (vide Génese das ondas de calor).

Como consequência, a temperatura superficial dos solos responde rapidamente à radiação solar e a energia solar é retida numa camada geralmente não excedendo alguns metros de espessura.

Quando comparada com a superfície dos oceanos a capacidade térmica da superfície dos solos é relativamente pequena. A superfície dos solos aquece rapidamente sob a influência da radiação solar. Também arrefece rapidamente quando se reduz a radiação solar.

As diferentes características das superfícies dos solos e dos oceanos são importantes para se perceber como a energia solar absorvida intervém no sistema climático.

A relativamente pequena capacidade térmica dos solos torna rapidamente disponível a radiação solar que penetra no sistema climático.

Em contraste, a temperatura da superfície dos oceanos responde mais lentamente à energia solar absorvida pelas camadas superficiais dos oceanos.

Assim, as camadas superficiais dos oceanos actuam como um reservatório de energia e são o volante térmico do sistema climático.