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A RADIAÇÃO SOLAR  ESPECTRO SOLAR  ESTRUTURA VERTICAL DA ATMOSFERA  EQUILÍBRIO TÉRMICO DA TERRA  EFEITO DE ESTUFA GEOGRAFIA A – 10º ANO.

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1 A RADIAÇÃO SOLAR  ESPECTRO SOLAR  ESTRUTURA VERTICAL DA ATMOSFERA  EQUILÍBRIO TÉRMICO DA TERRA  EFEITO DE ESTUFA GEOGRAFIA A – 10º ANO

2 Origem do Sistema Solar

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4 O SOL -GRANDE MASSA INCANDESCENTE - VOLUME VEZES SUPERIOR AO DA TERRA - TEMPERATURA QUE PODE ATINGIR OS °C. -EMITE RADIAÇÕES ELECTROMAGNÉTICAS, DE ORIGEM NUCLEAR - A POTÊNCIA DA ENERGIA EMITIDA É EQUIVALENTE À OBTIDA COM A EXPLOSÃO, POR SEGUNDO, DE 3500 BILIÕES DE BOMBAS IGUAIS À DE HIROXIMA.

5 A energia solar constitui a verdadeira causa de todos os processos físicos e químicos que ocorrem na Terra, responsáveis pelas condições meteorológicas, pelas circulações oceânicas, pela modelação da crosta terrestre e por todos os fenómenos biológicos. Todos os componentes do sistema climático, designadamente a atmosfera, a hidrosfera, a litosfera e a biosfera, devem a sua origem e as suas características à radiação solar. por isso, podemos dizer que a radiação solar é o factor essencial do ambiente. Adaptado de j. Pinto Peixoto, A radiação solar e o ambiente,  Deve-se à energia solar: •O CICLO DA ÁGUA OU CICLO HIDROLÓGICO; •A DESIGUAL REPARTIÇÃO DA TEMPERATURA; •A DIVERSIDADE DE CLIMAS, DESDE OS CLIMAS FRIOS DAS REGIÕES POLARES, PASSANDO PELOS TEMPERADOS DAS LATITUDES MÉDIAS, AOS QUENTES E HÚMIDOS DAS REGIÕES EQUATORIAIS. O SOL, FONTE DE VIDA

6 Espectro solar

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8 A atmosfera é uma camada gasosa que envolve o planeta Terra e acompanha todos os seus movimentos. Com espessura de aproximadamente 600 km, a atmosfera está intimamente ligada a tudo o que acontece na superfície terrestre. A atmosfera actua como um filtro, tanto das radiações solares que atingem a superfície do planeta como das radiações que se reflectem dela para o exterior. É este efeito de filtro nos dois sentidos que tem determinado, desde há milhões de anos, o clima das diferentes regiões da terra e o desenvolvimento das espécies de animais e plantas que a povoam.

9 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA ATMOSFERA OS GASES DE CONCENTRAÇÃO VARIÁVEL MAIS IMPORTANTES SÃO OS QUE DESEMPENHAM UM PAPEL RELEVANTE NA ORIGEM DOS PRINCIPAIS FENÓMENOS METEOROLÓGICOS QUE AFECTAM O NOSSO DIA-A-DIA:  VAPOR DE ÁGUA E DIÓXIDO DE CARBONO CONCENTRAM-SE SOBRETUDO NOS PRIMEIROS KM DA TROPOSFERA   OZONO CONCENTRA-SE ENTRE OS 25 E 50 KM DE ALTITUDE, NA ESTRATOSFERA  A MISTURA DE GASES QUE CONSTITUI O AR CONTÉM EM SUSPENSÃO PARTÍCULAS SÓLIDAS E LÍQUIDAS.  OS GASES DE CONCENTRAÇÃO VARIÁVEL E AS PARTÍCULAS SÓLIDAS E LÍQUIDAS SÃO SELECTIVOS RELATIVAMENTE À RADIAÇÃO SOLAR: ABSORVEM RADIAÇÃO INFRAVERMELHA E SÃO QUASE PERMEÁVEIS À REDIAÇÃO LUMINOSA. AS PARTÍCULAS SÓLIDAS (POEIRAS, FUMOS, SAIS MINERAIS E MICROORGANISMOS), DESIGNADAS POR NÚCLEOS DE CONDENSAÇÃO, SÃO MUITO IMPORTANTES PORQUE É EM TORNO DELAS QUE SE DÁ A CONDENSAÇÃO DO VAPOR DE ÁGUA

10  EXOSFERA -De 600 a 1000 km. -Camada mais externa da atmosfera. - Zona de transição entre a atmosfera e o espaço  TERMOSFERA OU IONOSFERA -De 80 a 600 km. -Grande aumento da temperatura (até 200ºC). -Constituída por gases muito rarefeitos (ionizados) - estrelas cadentes e auroras boreais  MESOSFERA -De 50 a 80 km. -Diminuição da temperatura até - 90ºC).  ESTRATOSFERA -De 12 a 50 km. -Nesta camada a temperatura mantém-se mais ou menos constante até aos 25 km, subido na parte superior, devido à presença do Ozono que absorve grande parte da radiação Ultravioleta, função importante para a manutenção da vida na Terra porque : -o excesso de radiação ultravioleta, com os seus efeitos químicos, provocaria a destruição dos tecidos dos seres vivos; -o défice de radiação ultravioleta impediria a síntese da vitamina D e o norma desenvolvimento da estrutura óssea dos animais.  TROPOSFERA - Do nível do mar até 6 a 8 km nos pólos e 12 a 14 no equador. -É nesta camada que se processam todos os fenómenos meteorológicos. - A temperatura diminui com a altitude (6ºC por cada 1000 metros) – gradiente térmico vertical. - Concentração dos absorventes térmicos : dióxido de carbono, vapor de água e poeiras. ESTRUTURA VERTICAL DA ATMOSFERA

11 ESTRELAS CADENTES SÃO FENÓMENOS LUMINOSOS QUE OCORREM NA ATMOSFERA, DECORRENTES DO ATRITO E DA DESINTEGRAÇÃO DE CORPOS SÓLIDOS VINDOS DO ESPAÇO, OS CHAMADOS METEORÓIDES. QUANDO PENETRAM NA ATMOSFERA, A GRANDE VELOCIDADE DESINTEGRAM-SE E TORNAM-SE INCANDESCENTES DEVIDO AO ATRITO COM O AR E ÀS ELEVADAS TEMPERATURAS, DEIXANDO UM RASTRO LUMINOSO NO CÉU. OS METEOROS QUE NÃO SE DESINTEGRAM E ATINGEM O SOLO RECEBEM O NOME DE METEORITOS.

12 AURORAS BOREAIS AS AURORAS POLARES TÊM ORIGEM NA IONOSFERA E SÃO PROVOCADAS PELA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA E POR PARTÍCULAS CARREGADAS DE ELECTRICIDADE RESULTANTES DA INTERACÇÃO ENTRE A RADIAÇÃO SOLAR E A ATMOSFERA TERRESTRE. A RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA E AS PARTÍCULAS ELECTRICAMENTE CARREGADAS SÃO ATRAÍDAS PELO CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA NA DIRECÇÃO DOS PÓLOS NORTE E SUL, PRODUZINDO FAIXAS VERDES, AZUIS, BRANCAS E VERMELHAS PELA IONIZAÇÃO DOS GASES DA ATMOSFERA TERRESTRE

13 FUNÇÕES DA ATMOSFERA  CAPA PROTECTORA, RELATIVAMENTE AO EXCESSO DE RADIAÇÃO E À ENTRADA DE CORPOS ESTRANHOS NA ATMOSFERA  ABSORVE UMA PARTE SIGNIFICATIVA DA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA  EVITA QUE A RADIAÇÃO TERRESTRE SE PERCA PARA AS ALTAS CAMADAS DA  ATMOSFERA.

14 QUASE METADE DA ENERGIA QUE ENTRA NA ATMOSFERA PERDE-SE ATÉ CHEGAR À SUPERFÍCIE DA TERRA. OS PROCESSOS ATMOSFÉRICOS QUE EXPLICAM ESSA PERDA DA RADIAÇÃO SOLAR SÃO: - A ABSORÇÃO - A REFLEXÃO - A DIFUSÃO. A ATMOSFERA: FILTRO DA RADIAÇÃO SOLAR

15 absorção Na absorção intervém o ozono que, na estratosfera, absorve grande parte da radiação ultravioleta. O vapor de água, o dióxido de carbono, as poeiras e as nuvens são, também, responsáveis pela absorção de uma parte da radiação solar. reflexão Uma boa parte da radiação solar perde-se por reflexão no topo das nuvens e na superfície terrestre, em particular nas regiões cobertas de gelo. difusão No processo de difusão intervêm os gases e partículas constituintes da atmosfera, dispersando a radiação solar. Embora esta se disperse no espaço exterior, uma parte acaba por atingir, indirectamente, a superfície terrestre — radiação difusa.

16 ALBEDO DE UMA SUPERFÍCIE A radiação solar, ao incidir sobre qualquer corpo, vai, em maior ou menor quantidade, sofrer uma mudança de direcção, sendo reenviada para o espaço por reflexão. A fracção de energia reflectida por uma superfície em relação ao total de energia nela incidente (expresso em percentagem) designa-se por albedo. As superfícies lisas e de cor clara As superfícies rugosas e de cor escura As superfícies lisas e de cor clara, como a neve, têm um albedo elevado, reflectindo quase a totalidade da energia solar nelas incidente, logo não aquecem muito. As superfícies rugosas e de cor escura têm um albedo muito fraco, o que se traduz numa grande absorção de radiação solar e num consequente aquecimento. Quanto maior a inclinação dos raios solares maior é o albedo.

17 A radiação global A radiação global (radiação total que atinge a superfície da Terra) é constituída: pela radiação directa  pela radiação directa — energia recebida na Terra, directamente do Sol;  pela radiação difusa  pela radiação difusa.

18 A radiação terrestre Uma das maiores contribuições da radiação solar é o aquecimento do nosso planeta, sem o qual a temperatura média na Terra seria de aproximadamente -238 °C e a água apenas existiria no estado sólido. Ao ser absorvida pela Terra, a radiação solar converte-se em energia calorífica, aquecendo a superfície terrestre. Esta, por sua vez, emite a mesma quantidade de energia que recebe, encontrando-se, por isso, em equilíbrio térmico. A radiação terrestre – radiação emitida pela Terra – processa-se em grande comprimento de onda (radiação infravermelha), ao contrário da radiação solar que é, essencialmente, de curto comprimento de onda. Este facto é importante porque alguns gases atmosféricos, como o vapor de água e o dióxido de carbono, apesar de reflectirem a radiação solar, de curto comprimento de onda, absorvem uma boa parte da radiação terrestre, de grande comprimento de onda

19 O balanço energético da Terra É um mecanismo de compensação que regula a quantidade de radiação que chega à Terra e a quantidade de calor que a Terra emite para o espaço. A temperatura média constante do planeta é de aproximadamente 15 0 centígrados. A quantidade de energia que a Terra recebe durante o dia equivale à energia perdida, mantendo-se assim o equilíbrio térmico da Terra.

20 A transferência de energia da superfície da Terra para a atmosfera ocorre devido à existência de diversos processos, dos quais se destacam:  Radiação Terrestre;  Reflexão;  Condução;  Convecção;  Sistema evaporação - condensação. Radiação Terrestre - é a emissão de energia calorífica pela superfície do globo (incluindo as superfícies líquidas, como oceanos e mares) para a atmosfera. Parte desta radiação é absorvida pela atmosfera, essencialmente pelo vapor de água, pelo dióxido de carbono e pelas partículas sólidas. Estes componentes absorvem uma parte da energia e reenviam a restante, por reflexão, para a superfície terrestre - contra-irradiação.

21 Reflexão - parte da energia solar que chega à Terra não é absorvida, mas imediatamente reenviada para a atmosfera. Condução - consiste na transferência de calor, por contacto directo, entre dois corpos com temperaturas diferentes. Por exemplo, se a superfície do globo estiver mais quente do que o ar envolvente, este aquece e vice-versa. No entanto, como é um processo que se realiza por contacto com o solo, é pouco significativo, porque os componentes gasosos são maus condutores de calor. Convecção - consiste no transporte de energia calorífica pelos gases quando ascendem. É um processo que se intensifica com o aumento da turbulência atmosférica. (Depois da radiação terrestre, é o processo mais eficaz na transferência de energia entre a Terra e a atmosfera.)

22 Sistema evaporação-condensação Sistema evaporação-condensação - A mudança de estado da água na atmosfera tem como consequência alterações na temperatura do ar:  a passagem da água do estado líquido ao gasoso (evaporação - provoca sempre um arrefecimento) origina um aumento do consumo de energia que se incorpora no vapor de água (calor latente).  Quando a água passa do estado gasoso ao líquido (condensação) liberta a energia inicialmente acumulada (calor sensível) e o ar aquece. (Então, quando o ar está muito frio, a ocorrência de precipitação pode suavizar a temperatura.)

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25 A radiação terrestre – radiação emitida pela Terra – processa-se em grande comprimento de onda (radiação infravermelha), ao contrário da radiação solar que é, essencialmente, de curto comprimento de onda. Este facto é importante porque alguns gases atmosféricos, como o vapor de água e o dióxido de carbono, apesar de reflectirem a radiação solar, de curto comprimento de onda, absorvem uma boa parte da radiação terrestre, de grande comprimento de onda. O vapor de água e o dióxido de carbono têm, por isso, um papel muito importante no aquecimento das camadas mais baixas da atmosfera, devolvendo à Terra uma parte da energia que esta reflecte e permitindo, deste modo, que esta mantenha uma temperatura média de 15 °C, sensivelmente constante. Este fenómeno, efeito de estufa, explica o facto de as temperaturas nocturnas não baixarem tanto quanto seria de esperar, já que, durante a noite, a Terra não recebe energia do Sol. Por isso, quando o céu está nublado, as temperaturas são, geralmente, mais elevadas do que se o céu estiver limpo. NOTA: o efeito de estufa é um fenómeno natural e necessário ao equilíbrio térmico da Terra. O problema que se põe, desde há décadas, prende-se com o aumento de intensidade deste fenómeno provocado pela acção humana (poluição).

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