BALANÇO DE RADIAÇÃO
“Balanço” é a diferença entre a entrada e a saída de elementos de um sistema. Os
principais componentes para o balanço de radiação no sistema terrestre são: superfície,
atmosfera e nuvens.
Quando a radiação solar entra no sistema terrestre, uma parte é absorvida pela
superfície e outra parte é refletida de volta para o espaço. A radiação solar é um dos
principais fatores que assegura a vida na Terra.
A radiação solar que chega a Terra é a fonte de energia necessária para praticamente
toda a vida e os movimentos atmosféricos de nosso planeta. Quando a radiação solar
atinge a Terra, ela é refletida, espalhada e absorvida.
Em um solo coberto de vegetação as folhas absorvem uma grande quantidade de
radiação, impedindo a incidência direta na superfície. A vegetação absorve parte da
energia que é consumida também na evaporação da água,
Embora a radiação solar incida em linha reta, os gases e aerossóis podem causar o seu
espalhamento em diversos níveis da atmosfera, chamado de insolação difusa.
As características do espalhamento dependem, em grande parte, do tamanho das
moléculas de gás ou aerossóis presentes na atmosfera.
Dentro da atmosfera, os topos das nuvens são os mais importantes refletores. A
capacidade de reflexão dos topos de nuvens depende de sua espessura, variando de
40% para nuvens finas a 80% para nuvens espessas. Já o albedo terrestre, que é a razão
entre a radiação média refletida pela superfície do planeta e a proveniente do Sol, é de
30%.
Quando uma molécula absorve energia na forma de radiação esta energia é transformada
em movimento molecular interno causando o aumento da sua temperatura. Por isso, os
gases que absorvem melhor a radiação têm papel importante no aquecimento da
atmosfera.
O vapor d’água tem um alto índice de absorção da radiação solar. Juntamente com o
oxigênio e o ozônio, o vapor d’água representa a maior parte dos 19% da radiação solar
que são absorvidos na atmosfera.
O vapor d’água e o dióxido de carbono são os responsáveis pela maior parte da absorção
da radiação solar na faixa do infravermelho, que ocorre na troposfera onde suas
concentrações são maiores. O vapor d’água absorve aproximadamente 5 vezes mais
radiação terrestre que todos os outros gases combinados.
Aproximadamente 51% da energia solar que chega ao topo da atmosfera consegue atingir
a superfície da Terra. Depois, a maior parte desta energia é irradiada de volta para a
atmosfera na faixa do infravermelho.
As nuvens também são bons absorvedores de radiação infravermelha (ondas curtas) e
tem papel importante em manter a superfície da Terra aquecida, especialmente à noite.
Uma grossa camada de nuvens pode absorver a maior parte da radiação terrestre e
irradiá-la de volta. Isto explica porque em noites secas e claras a superfície se resfria bem
mais que em noites úmidas ou com nuvens. Mesmo uma cobertura fina de nuvens,
através da qual a Lua é visível, pode elevar a temperatura noturna em torno de 5 °C.
De modo geral podemos dizer que o céu é azul porque a dispersão ocorre com muito
mais intensidade para as ondas luminosas de freqüências altas, como o azul e o violeta.
Desta forma, quase toda a luz de cor azul é espalhada ao redor do céu em todas as
direções.
A predominância da cor azul em relação a violeta se explica porque a energia da radiação
solar contida no azul é muito maior que a contida no violeta. Além disso, o olho humano é
mais sensível à luz azul que à luz violeta.
A medida em que vamos subindo na atmosfera vão diminuindo os agentes causadores do
espalhamento. Nestes casos, o céu longe do disco solar vai gradualmente escurecendo
até tornar-se totalmente escuro. Por sua vez o Sol aparece cada vez mais branco e
brilhante.
Quando o Sol nasce ou se põe ele aparentemente está próximo do horizonte. Nestes
casos a radiação solar percorre um caminho mais longo através das moléculas de ar e,
portanto, mais luz na cor azul é espalhada, espalhando-se também as cores com menor
comprimento de onda restando a radiação do vermelho.
Este fenômeno se acentua em dias nos quais pequenas partículas de poeira ou fumaça
estão presentes.
As nuvens são brancas pois a radiação incidente é espalhada igualmente em todos os
comprimentos por partículas de um determinado tamanho. E a mistura de todos os
comprimentos de onda do espectro visível resulta na cor branca.
A radiação global pode ser medida com instrumentos que registram a energia que atinge
o solo: actinógrafos ou solarímetros. Na falta destes instrumentos, a radiação global pode
ser estimada a partir das horas de insolação.