O Sol é a fonte de energia que controla a circulação da atmosfera. O Sol emite energia em forma de radiação eletromagnética, da qual uma parte é interceptada pelo sistema Terra-atmosfera e convertida em outras formas de energia como, por exemplo, calor e energia cinética da circulação atmosférica. Vamos notar que a energia pode ser convertida, mas não criada ou destruída. É a lei da conservação da energia.
A energia solar não é distribuída igualmente sobre a Terra. Esta distribuição desigual é responsável pelas correntes oceânicas e pelos ventos que, transportando calor dos trópicos para os pólos, procurado atingir um balanço de energia.
É importante lembrar que a Terra se movimenta. A Terra tem dois movimentos principais: rotação e translação. A rotação em torno de seu eixo é responsável pelo ciclo dia-noite. A translação se refere ao movimento da Terra em sua órbita elíptica em torno do Sol. A posição mais próxima ao Sol, o periélio, é atingido aproximadamente em 3 de janeiro e o ponto mais distante, o afélio, em aproximadamente 4 de julho. As variações na radiação solar recebida devidas à variação da distância são pequenas.
As estações são causadas pela inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à perpendicular ao plano definido pela órbita da Terra, portando, esse é mais um dos fatores para ser adicionado a esse “balanço”
“Balanço é a diferença entre a entrada e a saída de elementos de um sistema.
As componentes principais do sistema terrestre importantes para o balanço de radiação, são: superfície, atmosfera e nuvens.
Quando a radiação solar entra no sistema climático da Terra, uma parte é absorvida pela superfície do planeta e outra parte é refletida de volta para o espaço. A radiação solar é um dos principais fatores que asseguram a vida na Terra.
Quando a radiação solar entra no sistema climático da Terra, uma parte é absorvida pela superfície do planeta e outra parte é refletida de volta para o espaço. A radiação solar é um dos principais fatores que asseguram a vida na Terra.
A maioria da energia do Sol é emitida de sua superfície, onde a temperatura é aproximadamente 5.727 ºC. Já a temperatura média da superfície da Terra é de 15 ºC, ou seja o Sol irradia muito mais energia que a Terra.
Em um solo coberto de vegetação as folhas absorvem uma grande quantidade de radiação, impedindo a incidência direta na superfície. Entre a vegetação parte da energia é consumida na evaporação o que afeta significativamente o balanço de energia.
Embora a radiação solar incida em linha reta, os gases e aerossóis(conjunto de partículas suspensas num gás) podem causar o seu espalhamento. Esta insolação difusa é constituída de radiação solar que é espalhada ou refletida de volta para a Terra causando claridade do céu durante o dia e a iluminação de áreas que não recebem iluminação direta do Sol.
As características do espalhamento dependem, em grande parte, do tamanho das moléculas de gás ou aerossóis.
REFLEXÃO
A reflexão ocorre no limite entre dois meios diferentes, quando parte da radiação que atinge este limite é enviada de volta.
A porção da radiação que é refletida por uma superfície é chamada de albedo(medida da refletividade da superfície de um corpo). O albedo varia no espaço e no tempo, dependendo da natureza da superfície e da altura do Sol.
Quando uma molécula absorve energia na forma de radiação esta energia é transformada em movimento molecular interno causando o aumento da sua temperatura. Por isso, os gases que absorvem melhor a radiação têm papel importante no aquecimento da atmosfera.
O vapor d’água tem um alto índice de absorção da radiação solar. Juntamente com o oxigênio e o ozônio, o vapor d’água representa a maior parte dos 19% da radiação solar que são absorvidos na atmosfera.
Ele é responsável pela maior parte da absorção da radiação solar na faixa do infravermelho. Este fenômeno ocorre na troposfera onde existe a maior concentração do vapor d’água.
Por que o céu e azul?
O Sol emite luz branca que é composta de todas as cores visíveis em um arco-íris. Esta luz ao atravessar a atmosfera terrestre colide com moléculas que dispersam em todas as direções as ondas luminosas nas frequências altas, tais como o azul e o violeta.
Podemos dizer que o céu é azul porque a dispersão ocorre com muito mais intensidade para as ondas luminosas de frequências altas, como o azul e o violeta. Desta forma, quase toda a luz de cor azul é espalhada ao redor do céu em todas as direções.
A predominância da cor azul em relação a violeta se explica porque a energia da radiação solar contida no azul é muito maior que a contida no violeta. Além disso, o olho humano é mais sensível à luz azul que à luz violeta.
Nas regiões onde o Sol nasce ou se põe a radiação solar percorre um caminho mais longo através das moléculas de ar, portanto mais luz azul é espalhada. Quando chega ao observador, resta apenas a radiação do extremo vermelho do espectro visível.
Este fenômeno se acentua em dias nos quais pequenas partículas de poeira ou fumaça estão presentes.
As nuvens são brancas pois a radiação incidente é espalhada igualmente em todos os comprimentos por partículas de um determinado tamanho. E a mistura de todos os comprimentos de onda do espectro visível resulta na cor branca.
Partículas que compõem as nuvens (pequenos cristais de gelo ou gotículas de água) e a maior parte dos aerossóis atmosféricos espalham a luz do Sol desta maneira.
Por isso, as nuvens parecem brancas. E quando a atmosfera contém grande concentração de aerossóis o céu inteiro aparece esbranquiçado.
A radiação global pode ser medida com instrumentos que medem a energia que atinge o solo. Na falta destes instrumentos, a radiação global pode ser estimada a partir das horas de insolação.”
Esse Texto é um pequeno resumo do conteúdo do produzido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais(INPE)
Fonte: http://www.cptec.inpe.br/
