TRANSPARÊNCIA ATMOSFÉRICA EM MUNICIPIOS DO ESTADO DA PARAIBA
Renilson Targino Dantas
Universidade Federal da Paraíba – UFPB
Av. Aprígio Veloso, 882-Campina Grande – PB – 58109-970
E-mail : [email protected]
Emerson Mariano da Silva
Mestrando em Meteorologia – DCA/CCT/UFPB
Av. Aprígio Veloso, 882-Campina Grande – PB – 58109-970
E-mail : [email protected]
Enilson Palmeira Cavalcanti
Universidade Federal da Paraíba – UFPB
Av. Aprígio Veloso, 882-Campina Grande – PB – 58109-970
E-mail : [email protected]
ABSTRACT
Using the data of solar irradiance of Cajazeiras (06°53'S; 38°34'W; 298m), Princesa Isabel (07°44'S;
38°01'W; 680m) and Patos (07°01'S; 37°17'W; 250m) and the law of Beer - Lambert atmospheric transparencies
were obtained in the period between 07:00 and 17:00 local time. During clear days, the atmospheric transparency
always was superior at 60% in the three places, during days partially cloudy, specifically in the sunrise (07:00 local
time) and sunset (17:00 local time) the same was superior at 80%, while, in the cloudy days, for the three sites, the
atmospheric transparency was also maximum in these instants, decreasing with the angle zenital of the sun to reach
the minimum (≅ 0,20) around the middle day in Cajazeiras and Patos.
Key-Word: Solar irradiation, cloudiness, atmospheric transmittance.
INTRODUÇÃO
A irradiação solar é fundamental aos seres vivos, influenciando em todos os aspectos físicos, químicos e
biológicos destes seres, e possibilitando maiores relações dos mesmos, quando ocorre aproveitamento dessa
irradiação solar de forma racional. A distribuição da irradiação solar é que determina a maioria dos fenômenos no
sistema Terra-Atmosfera e sua atuação em larga e meso escala estão ligadas principalmente à circulação geral da
atmosfera, ventos locais e chuvas convectivas.
Recentemente, grande número de pesquisadores tem usado técnicas para determinarem o balanço de
radiação no topo da atmosfera, sendo seus componentes determinados por meio do “Geostationary Operational
Enviromental Satellites”(Goes), o que resulta também em estudos de transmitância e transparência atmosférica. A
nebulosidade assume um importante papel nos modelos do balanço de radiação e clima, reduzindo a quantidade de
energia absorvida no sistema Terra-Atmosfera, tendo em vista que a refletividade dos mesmos é bem maior que a
refletividade da atmosfera sem nuvens.
Dantas et al.(1999) determinaram altos índices(≥0,70) de transparência atmosférica em Cabaceiras-Pb e,
Belém do Brejo do Cruz – Pb nos meses de maio, junho, julho, agosto e setembro respectivamente, acarretando
numa estimativa da irradiação solar à superfície em relação àquela incidente no topo da atmosfera, maior do que
nos demais meses. A irradiação solar em um dia de céu claro, medida em determinado local da superfície da terra é
afetada pela elevação solar e o dia do ano(Neuwirth,1980). A irradiação solar é atenuada ao passar através da
atmosfera, diminuindo conseqüentemente à sua transparência, pelo vapor d’água, dióxido de carbono, ozônio,
moléculas de oxigênio e poeiras. Os objetivos deste trabalho são determinar a transparência atmosférica em dias de
céu claro, parcialmente nublado e nublado em Cajazeiras, Princesa Isabel e Patos.
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MATERIAL E MÉTODOS
Foram escolhidos dias claros, parcialmente nublados e nublado dos municípios de Cajazeiras(06°53’S ;
38°34’W ; 298m), Princesa Isabel(07°44’S ; 38°01’W ; 680m) e Patos(07°01’S ; 37°17’W ; 250m), todos
localizados no estado da Paraíba, para determinação da transparência atmosférica( Tr ).
A transparência atmosférica( Tr ) foi determinada através da relação dada por Middleton(1961) em uma
versão da publicação de Bouguer’s da seguinte forma :
Tr = exp(-ka)
(1)
O termo exp(-ka) expressa a transparência atmosférica( Tr ), determinada no período compreendendo entre
07: 00 e 17:00 horas local. O coeficiente de atenuação(ka), também referente ao mesmo período, foi determinado
por:
Ka =
1  dI 0 
ln 

m  dI 
(2)
dIo = irradiância solar no topo da atmosfera calculada por :
dIo = E0.So cosz
Onde, Eo é a excentricidade dada pela razão entre a distância média terra-sol e a distância real terra-sol ao
quadrado, expressa por( Spencer,1971) :
Eo = 1,000110 + 0,034221cosθ + 0,001280senθ + 0,000719cos2θ + 0,000077sen2θ
Onde, θ = 2πd / 365, em que d = dia juliano(0 – 364)
So = constante solar ≅ 1,98 calcm-2min-1
Z = ângulo zenital , expresso por :
Cosz = senφsenδ + cosφcosδcosh
(3)
(4)
(5)
Sendo, φ = latitude geocêntrica do local
h = ângulo horário
δ = declinação do Sol, dada por (spencer,1971) :
δ = 0,006918 – 0,399912cosθ + 0,070257senθ - 0,006758cos2θ + 0,000907sen2θ - 0,002697cos3θ +
+ 0,001480sen3θ
(6)
dI = irradiância à superfície terrestre, fornecida por meio de diagramas registrados pelo Departamento de Ciências
Atmosféricas da Universidade Federal da Paraíba;
dI = dIoexp(-kam)
(7)
O termo exp(-kam) expressa a transmitância(τ), determinada no período compreendido entre 07:00 e 17:00
horas local.
Onde, m é a massa ótica que de acordo com Kasten (1966) é dada por :
m = 35(1224cos2z + 1)-1/ 2
(8)
3869
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A figura 01 representa as curvas de transparência atmosféricas para os dias claro (Trc), parcialmente
nublado (Trp) e nublado (Trn) em cajazeiras. No dia claro, a transparência atmosférica é sempre superior a 60% em
todos os instantes observados, atingindo o máximo(0,98) no final do período(17: 00 horas local). No que se refere
ao dia parcialmente nublado, as características em relação a transparência atmosférica são semelhantes, inclusive
houve coincidência de valores nos últimos instantes do período(16:00 e 17:00 horas local). Portanto, no dia
nublado, a transparência atmosférica foi inferior em relação aos dias citados anteriormente em todos os instantes de
observação, atingindo o mínimo(0,21) as 11:00 horas local, e o máximo(0,89) também às 17: 00 horas local,
mostrando que nestes instantes a influência das nuvens foi máxima e mínima respectivamente.
De acordo com El-shazly(1997) os parâmetros mais importantes na determinação da transparência
atmosférica são a massa ótica, poeiras e conteúdo de vapor d’água, e que os mesmos exercem menor influência nos
instantes próximos ao nascer do sol e ao ocaso do sol.
CAJAZEIRAS
TRANSPARÊNCIA
ATMOSFÉRICA
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
6
8
10
12
14
16
18
HORA
Trc
Trp
Trn
Figura 01 – Transparência atmosférica em Cajazeiras -PB
Na figura 02 estão apresentados as curvas de transparência atmosférica para dias claros (Trc), parcialmente
nublados (Trp) e nublado(Trn) em Princesa Isabel. No dia claro, a transparência atmosférica foi maior pela manhã,
atingindo o máximo(0,87) às 07:00 horas local, e a tarde houve um pequeno decréscimo até alcançar o
mínimo(0,64) às 14:00 horas local. No dia parcialmente nublado, os valores mínimos da transparência atmosférica
ocorrem às 08:00, 11:00 e 13:00 horas local respectivamente, mostrando dessa forma que as nuvens tiveram uma
participação maior na atenuação à radiação nesses instantes, e que, essa participação foi menor às 07:00, 12:00 e
16:00 horas local. Considerando o mesmo raciocínio, verifica-se que no dia nublado, houve atenuação à radiação
solar pelas nuvens reduzindo assim à transparência atmosférica, em todos os instantes, principalmente às 15:00
horas local, e com menor intensidade às 09:00 horas local.
3870
PRINCESA ISABEL
TRANSPARÊNCIA
ATMOSFÉRICA
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
6
8
10
12
14
16
18
HORA
Trc
Trp
Trn
Figura 02 – Transparência atmosférica em Princesa Isabel -PB
A transparência atmosférica para os dias claros (Trc), parcialmente nublados (Trp) e nublado(Trn) em
Patos está mostrada na figura 03. A transparência atmosférica no dia claro variou de 0,68 (às 11:00 e 12:00 horas
local) até 0,90 ( às 17:00 horas local) evidenciando desta forma, mais uma vez, à maior incidência da radiação solar
à superfície terrestre em relação àquela incidente no topo da atmosfera, nos instantes inicial e final do período, pois
às 07:00 horas local, a transparência atmosférica foi 0,87. No dia parcialmente nublado, os valores máximos (0,93 e
0,80) também ocorreram nos instantes inicial ( 08:00 horas local) e final (17:00 horas local), e os valores mínimos (
0,26 e 0,33) ocorreram às 11:00 e 12:00 horas, o que implica em afirmar que nestes horários, neste dia, as nuvens
influenciaram sobremaneira na radiação solar. Ainda, podemos constatar que também no dia nublado, a
transparência atmosférica foi maior nos instantes inicial e final do período, e que neste dia a mesma diminuía com a
diminuição do ângulo zenital do Sol, pois os mínimos(0,17 e 0,18) foram observados uma hora após e uma hora
antes da 12:00 horas local respectivamente.
PATOS
TRANPARÊNCIA
ATMOSFÉRICA
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
6
8
10
12
14
HORA
Trc
Trp
Trn
Figura 03 – Transparência atmosférica em Patos -PB
3871
16
18
CONCLUSÕES
Em dias claros, a transparência atmosférica foi sempre superior a 60% em Cajazeiras, Princesa Isabel e
Patos, em todos os instantes.
Nos dias parcialmente nublados, a transparência atmosférica foi sempre superior a 80% em Cajazeiras,
Princesa Isabel e Patos, nos instantes inicial (07:00 horas local) do período.
Em dias nublados, principalmente em Cajazeiras e Patos, a transparência atmosférica mínima(≅0,20)
ocorreu em torno do meio dia, e que a mesma cresceu com o aumento do ângulo zenital do Sol.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DANTAS, R.T.; CARNEIRO,G.M.; MELO, E.C.S.; SOARES,D.B. Determinação dos coeficientes da equação
de Hugston para estimativa da irradiação solar global em dois municípios da Paraíba. In: Congresso Brasileiro
de Agrometeorologia, X, Florianópolis, SC :1999. Anais...SBAGROMET, 1999, CDROM.
NEUWIRTH, F. Estimativa of global and sky radioative in Áustria. Solar Energy, V.24, p.421-36, 1980.
Middleton, W.E.K. “Pierre Bouguer’s Optical Treatire on the Gradation of Light”. University of Toronto Press,
Toronto, 1961.
KASTEN, F. A new table and approximate for for relative optical air mass. Areh. Meteorology Geophysics
Bioklimatology Ser. B. V.14, p. 206-33, 1966.
SPENCER, J.W. Fourier series representations of the position of the thun. Search, V.2, n.5, p.172, 1971.
EL-SHAZLY, S.M. A study of atmosphere transferency over Qena/upper Egypt. Wator, Air and soil pollution,
V.94, p.259-73, 1997.
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