Descreva o destino da radiação solar sobre a Terra.
Soluções para a tarefa
Resposta:
Interação com a Terra
Explicação:
A energia solar incidente sobre a atmosfera e a superfície terrestre segue um de três destinos: ser reflectida, absorvida ou transmitida.
A energia refletida e o albedo
Parte substancial da energia recebida sobre a superfície terrestre é reenviada para o espaço sob a forma de energia reflectida. As nuvens, as massas de gelo e neve e a própria superfície terrestre são razoáveis reflectores, reenviando para o espaço entre 30 e 40% da radiação recebida (enquanto a Lua reflecte sob a forma de luar apenas 7 a 12% da radiação incidente). A esta razão entre a radiação reflectida e incidente chama-se albedo.
Absorção atmosférica
Conforme pode ser observado na imagem do tópico anterior, entre a irradiância do Sol medida fora da atmosfera (linha verde) e a energia que atinge a superfície da Terra (linha verde) existem diferenças substanciais resultantes da absorção atmosférica. Esta é selectiva, atingindo o seu máximo em torno dos pontos centrais dos espectros de absorção dos gases atmosféricos (indicados na imagem).
Repare-se a elevada absorção do ozónio (O3) atmosférica na banda dos ultravioleta e no efeito do vapor de água (H2O) e do dióxido de carbono (CO2), estes actuando essencialmente sobre os comprimentos de onda maiores.
Esta absorção selectiva está na origem do efeito de estufa, devido ao facto da radiação terrestre, resultante do retorno para o espaço da radiação solar por via do aquecimento da Terra, ser feita essencialmente na banda dos infravermelhos longos, radiação para a qual o CO2 tem grande capacidade de absorção.
A parcela absorvida dá origem, conforme o meio, aos processos de fotoconversão e termoconversão. Na fotoconversão, a energia absorvida é remetida, embora em geral com frequência diferente, sendo os novos fotões em geral sujeitos a novas absorções, num efeito em cascata que em geral termina numa termoconversão, a qual consiste na captura da energia e a sua conversão em calor, passando o material aquecido a emitir radiação com um espectro correspondente à sua temperatura, o que, no caso da Terra, corresponde à radiação infravermelha que forma o grosso da radiação terrestre.
Transmissão
De toda a radiação solar que chega às camadas superiores da atmosfera, apenas uma fracção atinge a superfície terrestre, devido à reflexão e absorção dos raios solares pela atmosfera. Esta fracção que atinge o solo é constituída por uma componente directa (ou de feixe) e por uma componente difusa.
Para além das duas componentes atrás referidas, se a superfície receptora estiver inclinada com relação à horizontal, haverá uma terceira componente reflectida pelo ambiente circundante (nuvens, solo, vegetação, obstáculos, terreno).
Antes de atingir o solo, as características da radiação solar (intensidade, distribuição espectral e angular) são afectadas por interacções com a atmosfera devido aos efeitos de absorção e espalhamento. Essas modificações são dependentes da espessura da camada atmosférica atravessada (a qual depende do ângulo de incidência do Sol, sendo maior ao nascer e pôr-do-sol, daí a diferente coloração do céu nesses momentos). Este efeito é em geral medido por um coeficiente designado por Coeficiente de Massa de Ar (AM), o qual é complementado por um factor que reflete as condições atmosféricas e meteorológicas existente no momento.
O equilíbrio energético no planeta
Equilibrio energetico.svg
Em média, da radiação solar incidente (sobre o sistema Terra/atmosfera):
* 19 % é perdida por absorção pelas moléculas de oxigénio e ozónio da radiação ultravioleta (de alta energia) na estratosfera (onde a temperatura cresce com a altitude);
* 6% é perdida por difusão da luz solar de menor comprimento de onda - azuis e violetas - (o que faz com que o céu seja azul);
* 24% é perdida por reflexão - 20% nas nuvens e 4% na superfície. (O albedo do planeta é de 30% (6% difusão+24% reflexão).
* 51% é absorvida pela superfície.
(Note que os valores apresentados são valores médios. Por exemplo, nos pólos a reflexão da radiação solar incidente é geralmente maior do que 24% e nos oceanos menor do que 24%.)