A energia que alimenta o planeta Terra

Quase toda a energia que chega ao planeta Terra e conduz os vários eventos climáticos, correntes oceânicas e distribuição de ecossistemas origina-se com o sol. Esta intensa radiação solar, como é conhecida na geografia física, origina-se no núcleo solar e é eventualmente enviada para a Terra após a convecção (o movimento vertical da energia), que a afasta do núcleo solar. Leva aproximadamente oito minutos para a radiação solar atingir a Terra depois de deixar a superfície do sol.

Uma vez que esta radiação solar chega à Terra, sua energia é distribuída de forma desigual em todo o globo por latitude . Quando esta radiação entra na atmosfera da Terra, ela atinge o equador e desenvolve um excedente de energia. Como a radiação solar menos direta chega aos pólos, eles, por sua vez, desenvolvem um déficit de energia. Para manter a energia equilibrada na superfície da Terra, o excesso de energia das regiões equatoriais flui em direção aos pólos em um ciclo para que a energia seja equilibrada em todo o globo. Este ciclo é chamado de balanço de energia da Terra-Atmosfera.

Caminhos de Radiação Solar

Uma vez que a atmosfera da Terra recebe radiação solar de ondas curtas, a energia é chamada de insolação. Essa insolação é a entrada de energia responsável por mover os vários sistemas da atmosfera terrestre, como o balanço de energia descrito acima, mas também os eventos climáticos, as correntes oceânicas e outros ciclos da Terra.

A insolação pode ser direta ou difusa. A radiação direta é a radiação solar recebida pela superfície e / ou atmosfera da Terra que não foi alterada pela dispersão atmosférica. A radiação difusa é a radiação solar que foi modificada por espalhamento.

A dispersão em si é um dos cinco caminhos que a radiação solar pode tomar quando entra na atmosfera. Ocorre quando a insolação é desviada e / ou redirecionada ao entrar na atmosfera por poeira, gás, gelo e vapor de água ali presente. Se as ondas de energia tiverem um comprimento de onda menor, elas estarão mais espalhadas do que aquelas com comprimentos de onda maiores. Dispersão e como ela reage com o tamanho do comprimento de onda são responsáveis ​​por muitas coisas que vemos na atmosfera, como a cor azul do céu e as nuvens brancas.

A transmissão é outro caminho de radiação solar. Ocorre quando tanto a energia de ondas curtas como de ondas longas passam através da atmosfera e da água, em vez de se espalharem ao interagir com gases e outras partículas na atmosfera.

A refração também pode ocorrer quando a radiação solar entra na atmosfera. Esse caminho acontece quando a energia se move de um tipo de espaço para outro, como do ar para a água. À medida que a energia se move a partir desses espaços, ela muda sua velocidade e direção ao reagir com as partículas ali presentes. A mudança de direção freqüentemente faz com que a energia se curve e libere as várias cores de luz dentro dela, semelhante ao que acontece quando a luz passa através de um cristal ou prisma.

A absorção é o quarto tipo de via de radiação solar e é a conversão de energia de uma forma para outra. Por exemplo, quando a radiação solar é absorvida pela água, sua energia se desloca para a água e aumenta sua temperatura. Isso é comum de todas as superfícies absorventes da folha de uma árvore ao asfalto.

O caminho final da radiação solar é a reflexão. É quando uma porção de energia salta diretamente de volta ao espaço sem ser absorvida, refratada, transmitida ou espalhada. Um termo importante a ser lembrado quando se estuda a radiação solar e a reflexão é o albedo.

Albedo

Albedo (diagrama de albedo) é definido como a qualidade reflexiva de uma superfície. É expresso como uma porcentagem da insolação refletida para a insolação recebida e zero por cento é a absorção total, enquanto 100% é a reflexão total.

Em termos de cores visíveis, as cores mais escuras têm um albedo mais baixo, ou seja, absorvem mais insolação, e as cores mais claras têm alto albedo, ou maiores taxas de reflexão. Por exemplo, a neve reflete 85-90% da insolação, enquanto o asfalto reflete apenas 5-10%.

O ângulo do sol também afeta o valor do albedo e os ângulos do sol mais baixos criam uma maior reflexão porque a energia proveniente de um ângulo de sol baixo não é tão forte quanto aquela que chega de um ângulo de sol alto. Além disso, superfícies lisas têm um albedo mais alto, enquanto superfícies ásperas o reduzem.

Como a radiação solar em geral, os valores de albedo também variam em todo o globocom latitude, mas o albedo médio da Terra é de cerca de 31%. Para superfícies entre os trópicos (23,5 ° N a 23,5 ° S), o albedo médio é de 19 a 38%. Nos pólos, pode chegar a 80% em algumas áreas. Isso é resultado do menor ângulo do sol presente nos pólos, mas também da maior presença de neve fresca, gelo e água lisa e lisa – todas as áreas propensas a altos níveis de refletividade.

Albedo, Radiação Solar e Humanos

Hoje, o albedo é uma grande preocupação para os seres humanos em todo o mundo. À medida que as atividades industriais aumentam a poluição do ar, a própria atmosfera está se tornando mais reflexiva, porque há mais aerossóis para refletir a insolação. Além disso, o baixo albedo das maiores cidades do mundo cria, às vezes, ilhas de calor urbanas que afetam o planejamento urbano e o consumo de energia.

A radiação solar também está encontrando seu lugar em novos planos de energia renovável – principalmente painéis solares para eletricidade e tubos pretos para aquecimento de água. As cores escuras desses itens têm albedos baixos e, portanto, absorvem quase toda a radiação solar, tornando-os ferramentas eficientes para aproveitar o poder do sol em todo o mundo.

Independentemente da eficiência do sol na geração de eletricidade, o estudo da radiação solar e albedo é essencial para a compreensão dos ciclos climáticos da Terra, correntes oceânicas e localizações de diferentes ecossistemas.

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