Radiação

Radiação

1. Radiação é energia em forma de ondas eletromagnéticas, se propaga no váculo e tem v=300.000km/s

   • radiação: ondas eletromagnéticas de ≠ λ propaga-se pelo ar com λ curta e chega à sup da terra que re-emite λ longa para atm

2. radição não chega na Terra de forma uniforme devido à rotação e translação (estações do ano)

   • solstício
     • momento em que o sol, em seu mov aparente, atinge > declinação do sol, em relação à linha do equador. O sol está no auge em relação ao norte e ao sul. maior iluminação em um dos hemisférios. ocorre 2x ao ano - junho e dez. Solstício de verão no h. norte sol ┴ ao trópico de câncer e no h. sul, sol ┴ ao trópico de capricórnio. Inverno é o oposto
   • equinócio
     • Nenhum dos hemisférios está inclinado em relação ao Sol, estando incindindo seus raios diretamente sobre a Linha do Equador, iluminando igualmente os 2 hemisférios. Esse fenômeno ocorre em 2 momentos do ano, em março e em setembro.

3. espectro eletromagnético

   • comprimento de onda λ
     • λ de onda da radiação tem relação c/ a t°.
       • ⬆️ T° emite ➕ radiação.
       • ⬇️ λ ⬆️ Energia
       • ⬆️ T° emitem ondas curtas (?) do que corpos com °T menores (? )
   • espectro visível
     • ?espectro visível? 0,3 - 0,7 µm - faixa da radiação curta que atuando sobre corpos é captada pelo ?️ humano. Esse espectro mostra a luz nas diversas subdivisões do branco
       • principal resp. pelo aquecimento da terra
   • ? infravermelho
     • - a partir de 0.7 µm - capta a energia em onda longa, liberada pela superfície. Usa a capacidade termorreguladora dos gases e aerossóis em suspensão que retém o calor por adsorção, reflexão, transmissão ou espalhamento da energia
   • de 8 a 14 µm (exceto pequena faixa c/ absorção pelo O3 (9.6 µm)) é transparente à liberação de energia permitindo uma balando energético. Janela atm (regiões da atm transmissivas à energia eletromagnética).
     • raios gama (estudo de ⭐, buracos negros) raios x (exames, estrelas) UV (câncer de pele, ⭐quentes), fx visível, infravermelho (fx térmica. sensível à °T dos obt, detecta focos de calor, ? florestais, núcleos de galáxias etc), radio (? e identifica H2) micro-ondas (☁️, poeira atm)
   • apesar de emitir em todos os λ o ? devido a sua °T irradia λ curtas. espectro eletromagnético solar (E↗️ pelo ? com base no λ)

4. transferência de calor

   • condução
     • transferência de E molécula a molécula. Ar n é bom p/ isso.
   • convecção
     • movimentação de uma massa de ar em virtuda da ≠ de densidade. Pode ser vertical ou horizontal (advecção, que ocorre devido a ≠ de pressão atm)
   • radiação
     • transferência de E s/ precisar de um meio de conexão entre os corpos. Principal processo de troca de E entre ☀️ e ?
       • quando a radiação atinge as particulas sólidas, líquidas e gasosas em suspensão pode ocorrer:
         • reflexão de parte do feixe q volta p/ o espaço
         • transmissão do feixe p/ outra partícula. O feixe pode chegar à sup. indiretamente após o espalhamento
         • absorção por aerossóis ou moléculas gasosas e nuvens
     • espalhamento
       • 30% da radiação que chega é refletida ou espalhada pelo albedo da ? cerca de 19% é absorvida pelas ☁️ e 51% é absorvido pela surp. da terra.
         • albedo: qte de radiação solar refletida por uma superfície. Razão entre a qte de radiação refletida e recebida
           • regiões cobertas por neve albedo >80%. Albedo médio da terra 37%
           • tbm varia c/ inclinação ⬆️ inclinação ⬆️ albedo
           • elementos c/ ⬆️ albedo T° do corpo ⬇️
             • alteração antropogência do uso do solo modifica albedo da Terra
       • depende do tamanho das moléculas ou aerossóis e do λ (espalhamento Rayleigh)
         • existem 2 tipos de radiação que nos atingem: radiação e indireta. Direta chega a sup sem ser refletida nem espalhada. Indireta é a irradiância solar difusa, quando a radiação sofre difusão ao interagir com a atm e chega a sup. da terra em uma direção ≠ da inicial por sofrer espalhamento e reflexão
           • irradiância solar global é a soma das duas
           • irradiância é a densidade do fluxo de radiação incidente sobre uma superfície, medida em unidade de energia Watt (W) ou Cal (cal) por unidade de área e tempo de duração. ex - cal por cm2 por min. Radiação relaciona sua intensidade dessa forma
       • exemplo de espalhamento: dias nublados ☁️
       • ⬆️ espalhamento na atm quanto ⬇️ λ . Radiação violeta sofre > espalhamento seguido pelo azul, mas o céu é azul pq a transmissividade da atm é > p/ azul e a sensibilidade do olho tbm
     • o espalhamento e a reflexão mudam a direção da radiação. Já a absorção por moléculas de gás absorvem a radiação transformam essa E em movimento molecular interno, ou seja, °T ⬆️
       • logo os gases são bons absorvedores da radiação e tem papel fundamental no aquecimento da Terra
         • > parte da absorção de infravermelho é feita por vapor H2O e ocorre na troposfera, onde tem > qte de vapor H2O

5. balanço da radiação solar: saldo da qte de radiação que incide em um corpo e da radiação que dele sai

   • esse emissão e reemissão de radiação gera um balanço. A alteração do uso e ocupação do solo (troca de floresta por pastagem) altera esse balanço
   • cada substância emite radiação em um certo λ . Objeto com ⬆️ °T emite ➕E c/ onda curta e com ⬇️ °T , emite ➖ E c/ onda longa
     • os fenômenos climáticos que ocorrem na troposfera resultam dos processos de transferência, transformação e armazenamento da Energia desse sistema superfície atm SSA
       • os fenômenos começam c/ a entrada da radiação na atm que é a E total disponível que interage com a atm. O que chega à sup. é uma parcela do que entrou no sistema.
         • evaporação e reflexão da radiação pelas nuvens são processos importantes no balando da radiação

6. teoria do corpo negro

   • todo corpo com °t absoluta > 0K emite e absorve energia. Tudo está emitindo radiação na forma de onda eletromagnética
     • radiação λ longa (frias) são reemitidas por todos os objetos c/ °T > 0 absoluto
     • se a °T do corpo é > do que a do ambiente tx de emissão > do que absorção e vice-versa
   • corpos à °T ambiente são vistos, ou seja, emitem radiação na fx da luz visível capaz de ser detectada por sensores remotos ou n-remotos.
     • quando está a °T altíssimas ele emite luz própria 1000K. Ex - altos fornos
       • corpo negro é um conceito hipotético de um corpo cujas taxas de absorção e emissão são máximas. Nele a radiação depende apenas da sua °T e não da composição. Absorvidade e emissividade = 1 refletividade e transmissividade = 0
         • princípio da lâmpada incandescente
         • p/ Jasem Mutlaq corpo negro é um objeto opaco que emite radiação térmica. Se esse obj tivesse à °T ambiente iria ser preto, daí o nome, mas se aquecido ele começa a brilhar em uma radiação térmica, altos-fornos, lâmpadas
           • leis matemáticas descrevem processos físicos de transformação da E quando a °T do obj varia
           • não existe corpo negro na natureza. Artificialmente objetos com °T >1000­°C são considerados pq toda energia ganha é transmitida.

7. Importância da atm

   • a atm permite a passagem de alguns λ de onda (transmissividade) mas os gases vapor H20, CO2 e O3 absorvem uma faixa do λ
     • atm é opaca p/ λ de ⬆️ E como raios X, ultravioleta e gama (atm absorve)
       • só 25% da radiação que alcança a atm chega à sup. Boa parte é refletido de volta p/ o espaço, absorvido ou espalhado. O que determina se vai ser refletido, espalhado ou absorvido é o λ
         • sem atm a vida n seria possível em nosso planeta. Ela reflete o excesso de radiação, permite a entrada de qte segura e armazena energia. A superfície da terra absorve parte da radiação infravermelha
           • C/ a Rev. Industrial ⬆️ emissão de gases da queima de combustíveis fósseis, fonte de E, que prevê o conforto, o deslocamento a segurança.
             • ⬆️ população ⬆️ demanda por E
               • ⬆️ ou ⬇️ artificialmente a concentração natural dos gases na atm gera um desequilíbrio
               • como as mudanças no uso e ocupação do solo estão alterando o albedo (⬇️florestas, cobertura de ?)

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