Material para análise dos fluxos de base
21/01/2009
Materiais de Referência:
Folios #1 e #2
Apresentação PPT de Matt Cohen
21/01/2009
Cálculo das transformidades
do calor interno da Terra e
da energia das marés
“Valores base” biosféricos
para cálculo das transformidades
Emergia dos processos globais
21/01/2009
Modelo apresentada no livro Environmental Accouting (1996)
São considerados 3 inputs para a geobiosfera:
Energia solar
Calor interno da terra
Energia das marés
ENERGIA SOLAR
21/01/2009
Constante solar: 2 cal/cm2/min = 2 Langley por minuto (Ly/min)
70% absorção (Von der Haar e Suomi, 1969)
Seção com face para o Sol: 1,27E+14 m2
(2 Ly/min)(10 kcal/m2/Ly)(1,278E+14 m2)(5,256E+05 min/ano)(4186 J/kcal)(0,7)
= 3,93E+24 J/ano
Transformidade Solar: 1 por definição
CALOR INTERNO DA TERRA
21/01/2009
Aquecimento total da crosta: 13,21E+20 J/ano (Sclater et al., 1980)
Geração de radioatividade: 1,98E+20 J/ano
Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano
Emergia da Biosfera (seJ/ano)
Transformidade do fluxo =
Energia do fluxo interno (J/ano)
ENERGIA DAS MARÉS
21/01/2009
Energia das marés recebida pela Terra:
2,7E+09 ergs/seg (Munk e Mcdonald, 1960)
Energia das marés transformada em
correntes oceânicas:
1,65E+19 ergs/seg (Miller, 1966)
Folio #2
Emergia de processos globais apresentada no Folio #2
São considerados 3 inputs para a geobiosfera:
Energia solar
Calor interno da terra
Energia das marés
Surgem novos
estoques e o homem
no diagrama
21/01/2009
Como calcular as transformidades dos
fluxos de calor interno e das marés?
21/01/2009
Usar duas equações simultâneas e considerar
inputs que façam um output equivalente
Considerar:
1 equação para o aquecimento da crosta
1 equação para a energia geopotencial das águas oceânicas
Princípio: A potencia emergética dos inputs é igual a
potencia emergética do output, onde cada termo
contém um fluxo multiplicado pela emergia/unidade
(Energia A * Tr A) + (Energia B * Tr B) = (Energia C * Tr C)
Emergia do Calor na Crosta
21/01/2009
Aquecimento total da crosta: 13,21E+20 J/ano (Sclater et al., 1980)
Geração de radioatividade: 1,98E+20 J/ano
Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano
13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano
Fluxo de energia das marés: 0,52E+20 J/ano
(Miller, 1966)
Fluxo de energia solar:
baseada na constante de 2
gcal/cm2/min, 70% de absorção
e 1,27E+14 m2 de seção com
face para o Sol
4,74
0,52
1,98
39300
6,49
E+20 Joules/ano
Emergia do Calor na Crosta
Sol e as Marés movimentam
atmosfera, oceanos, ciclos
hidrológicos e sedimentários e
contribuem com o aquecimento
por enterrar substâncias oxidadas
e reduzidas, por fricção e por
compressão dos depósitos de
sedimentos
21/01/2009
Emergia do Calor na Crosta
21/01/2009
Emergia Solar + Emergia das = Aquecimento por
Gerada
Marés
Processos Superficiais
Equação 1:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) = (6,49E+20 J/ano)(Trh)
0,52
4,74
1,98
39300
6,49
E+20 Joules/ano
Emergia do Geopotencial Oceânico
A energia das marés contribui
para a geobiosfera através força
gravitacional da Lua e do Sol
relativa à rotação do planeta,
que influencia o ar, a Terra e
especialmente os oceanos,
causando fricção e dissipação
de calor.
21/01/2009
Emergia do Geopotencial Oceânico
21/01/2009
Contribuição da Terra: calor do manto (4,74E+20 J/ano) + radiação (1,98E+20 J/ano)
= 6,72E+20 J/ano
Energia do geopotencial oceânico: marés (0,52E+20 J/ano) + (1,62E+20 J/ano)
= 2,14E+20 J/ano
Falta a referência
6,72
0,52
39300
1,62
E+20 Joules/ano
Emergia do Geopotencial Oceânico
21/01/2009
Emergia Solar + Emergia das + Emergia do Calor = Geopotencial
Gerada
Marés
Interno
Oceânico
Equação 2:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) + (6,72E+20 J/ano)(Trh)
= (2,14E+20 J/ano)(Trt)
Fluxo de calor do
manto + Radiação
(1,62 + 0,52)E+20 J/ano
Entram diretamente no estoque
de energia geopotencial
6,72
39300
E+20 Joules/ano
2,14
Resolvendo as equações:
21/01/2009
Equação 1:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) = (6,49E+20 J/ano)(Trh)
Equação 2:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(TrT) + (6,72E+20 J/ano)(Trh)
= (2,14E+20 J/ano)(Trt)
(6,72E+20 J/ano)(Trh) = (2,14E+20 J/ano)(Trt) - (6,49E+20 J/ano)(Trh)
Chega-se à relação:
(Trt) = (6,17E+20 J/ano)(Trh)
Substituindo na equação 1, temos que:
Transformidade do calor interno: Trh = 11981 sej/J
Transformidade da energia das marés: Trt = 6,17 x 11981 = 73923 sej/J
Tabela de emergias de base:
21/01/2009
Emergia dos Inputs para a Geobiosfera (2000)
____________________________________________________________
Nota Fluxo
Transformidade Solar
Potência
emergética
(Empower)
sej/J
1024 sej/ano
____________________________________________________________
1
Energia Solar Absorvida
1
3,93
2
Calor da Crosta
1,20 E+04
8,06
3
Energia das Marés
7,37 E+04
3,83
--
15,83
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