Balanço do calor no Planeta

O calor é uma forma de energia e como tal se mede em unidades energéticas, já a temperatura não é uma forma de energia, sendo definida então como a qualidade que determina a direção do fluxo calorífico entre os corpos. Portanto quando há contato de corpos com temperaturas diferentes, estas se equilibrarão interrompendo a partir daí a troca de calor entre os corpos. A temperatura é medida em graus centígrados. O calor específico tem como definição a quantidade necessária de calor que deve ser fornecida a um corpo para que sua temperatura se eleve em 1°C. O que determina o balanço térmico de um lugar são a entrada e saída de calor. A radiação emitida pelo Sol é de fundamental importância para o planeta. Sendo no interior deste que ocorre a conversão de hidrogênio em hélio, que liberam grande quantidade de calor. A constante solar nada mais é do que do que a emissão de calor do interior da Terra para a sua superfície. Essa energia é transmitida para a Terra em forma de ondas eletromagnéticas, onde o espectro do corpo seria a distância dessas ondas. O espectro solar é o conjunto das ondas emitidas pelo Sol. Existem três tipos de radiações fundamentais do espectro solar, sendo elas: radiação ultravioleta – com comprimentos de ondas entre 0,1 e 0,4 micrômetros, transportando junto os raios X e gama e 9% da energia solar – os raios luminosos visíveis, com comprimentos de ondas superiores, entre 0,4 e 0,78 micrometros, transportando mais ou menos 41% da energia solar total e por fim os raios infravermelhos com comprimentos de ondas entre 0,78 e 3 micrômetros que transportam 50% da energia solar restante. A quantidade de radiação solar recebida em casa ponto do planeta será determinada pelo tempo de exposição ao sol, pelo ângulo em que a radiação esta incidindo. Quanto menor o ângulo de incidência dos raios solares maior será a sua distribuição sobre a superfície. O ângulo de incidência dos raios solares e o tempo de exposição ao sol sofrem variações em determinadas épocas do ano. A primeira mudança provocada pela esfericidade da Terra é sobre a distribuição do ângulo de incidência dos raios solares desde o Equador até os Pólos o que permitirá uma redistribuição do calor beneficiando as altitudes mais baixas. A partir da realização da translação teremos 4 tipos de momentos durante o ano sendo estes: o solstício de verão (21 de junho) , o equinócio de outono (23 de setembro) , o solstício de inverno (22 de dezembro) e por fim o equinócio de primavera ( 21 de março). No Solstício de inverno o ângulo de incidência dos raios solares é máximo (90°) no Trópico de Capricórnio diminuindo à medida que nos aproximamos dos pólos, sendo de 66,6° no Equador, 43° no Trópico de Câncer, 0° no círculo polar Ártico e – 23,5° no Pólo Norte. No círculo Polar Antártico e no Pólo Sul a exposição é máxima permanecendo iluminado às 24h do dia. No Trópico de Capricórnio o tempo de exposição é bem menor sendo o dia mais comprido que a noite já no Equador o dia e a noite tem a mesma duração enquanto no hemisfério Norte o dia é sempre mais curto que a noite. No solstício de verão a situação se inverte, sendo o hemisfério Norte mais iluminado com mais de 12h de exposição ao sol. Nos equinócios não há inclinação de nenhum dos hemisférios, sendo o tempo de exposição idêntico em todos os lugares do planeta, o ângulo de incidência dos raios solares terá uma oscilação de 90° no Equador e 0° nos Pólos Norte e Sul. A absorção é o processo em que grande parte da radiação solar fica retida na atmosfera não podendo chegar até a superfície terrestre. Os principais responsáveis pelo processo de absorção da radiação solar são os gases ozônio, que absorvem basicamente radiação ultravioleta e vapor de água e o dióxido de carbono que retém basicamente a radiação infravermelha. Já a reflexão é um processo no qual o corpo devolve integralmente a radiação incidente. Quando esta reflexão se realiza em todas as direções é denominada reflexão difusa ou dispersão. Haverá devolução para o espaço exterior de mais ou menos 25% da radiação incidente no limite superior da atmosfera, na qual não poderá nunca alcançar a Terra. A composição da radiação incidente da superfície terrestre em dois tipos de radiações diferentes: a radiação direta (Q), que atua diretamente do Sol sem haver sofrido nenhuma reflexão, e a radiação difusa (q) que é a que chega a Terra depois de ter sido refletida pela atmosfera. A radiação global (Rg) é o conjunto das duas radiações e incide sobre a superfície terrestre. O vapor de água que por sua grande capacidade de absorção da radiação infravermelha, determina grandes perdas, as nuvens que tem grande capacidade tanto de absorção quanto de reflexão da radiação solar e por fim os cristais de gelo que integram a parte superior das nuvens altas quando estão dotadas de alta capacidade de reflexão da radiação são essenciais para a compreensão das perdas experimentadas pela radiação solar em sua travessia pela atmosfera. Albedo é a capacidade de reflexão da radiação solar na qual se define como a porcentagem de energia refletida por um corpo em ralação com o total de energia incidente sobre ele. Corpos com cores claras tendem a refletir grande parte da radiação solar enquanto corpos com cores escuras pouco refletem. A neve principalmente quando esta fresca e os cristais de gelo das nuvens altas estão também dotados de alta capacidade de reflexão. As perdas por absorção são máximas nas latitudes equatoriais, 27% da energia incidente no limite superior da atmosfera) e vai diminuindo de maneira progressiva a medida que avançamos em direção aos pólos, onde se registram os valores mínimos (15% ). O vapor de água é o grande absorvente da radiação infravermelha responsável pela variação latitudinal e variação pela qual solo registra uma descontinuidade entre as bandas latitudinais 40° - 50° (16% de perdas) e 50°- 60° (17% de perdas). O aumento percentual das perdas em quantidade compreendida entre 50° e 60° é atribuído a existência de uma abundante e frequente nebulosidade associada às latitudes de perturbação de frente polar fenômeno que não se produz na mesma medida as quantidades latitudinais adjacentes. A perda da radiação solar como conseqüência da travessia atmosférica esta basicamente relacionada com a natureza dos componentes da atmosfera. A atmosfera terrestre perde radiação de duas formas básicas: reflexão e irradiação. A reflexão tem início desde o momento em que a radiação solar incide na superfície e isso determina que a radiação absorvida pela Terra seja muito inferior a incidente pela sua vez toda a radiação absorvida não vai permanecer na superfície terrestre parte dela vai ser irradiada para a atmosfera de forma que finalmente a radiação retida na superfície será também muito inferior a radiação absorvida. A superfície terrestre reflete para o espaço exterior um total de 17,4W/m², no que se supõe que 5% da radiação que havia incidido em limite da atmosfera, e só absorve 47% desta, que equivale a 164 W/m². As elevadas perdas das latitudes altas são atribuídas ao reduzido ângulo de incidência que aqui penetram os raios solares e sobre tudo a existência nelas de uma superfície permanentemente nevada que as dota de um altíssimo
Albedo. As latitudes baixas se beneficiam pelo contrário, de um grande ângulo de incidência dos raios solares e de uma superfície caracterizada pela presença de grandes correntes oceânicas e extensas massas florestais nas quais ambos os casos gozam de albedo.

Radiação – calor – energia - Equador