XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 2002
TURBIDEZ ATMOSFÉRICA EM BARRA DE SANTA ROSA-PB
Alana de Lima PONTES1, Hudson Ellen Alencar MENEZES2, Renilson Targino DANTAS3
ABSTRACT
Global and diffuse solar radiation data at Barra de Santa Rosa-PB(06º43’ S; 36º03’W; 457m) on the 01, 14
and 27 of June 1988 was used to determine atmospheric turbidity. The selected days represent clear sky, cloudy
and partly cloudy conditions respectively. On clear days turbidity shows a slight increase and may vary from 3.0 to
3.5 between 06:00 and 7:30 true hour solar and decreases from 12:00 to 17:00 true hour solar. It is found that
atmospheric turbidity has the minimum value at sunrise and sunset when the optical mass is the maximum,
irrespective of atmospheric conditions.
INTRODUÇÃO
Um dos elementos meteorológicos mais importantes da atmosfera é a irradiação solar. Na superfície
terrestre, a mesma condiciona a evaporação da água em superfícies líquidas e de solo úmido e é necessária para o
crescimento e desenvolvimento vegetal, além de ser fundamental às atividades do ser humano. Portanto, a
determinação da irradiação solar em locais distintos da superfície terrestre é motivo constante de pesquisas, que
vem cada vez mais, tornando-se mais ampla, do ponto de vista de serem testados mais métodos de estimativa,
assim como, a escolha de faixas do espectro, são importantes, principalmente no que se refere às características
específicas de cada interesse.
Levando-se em consideração que o caminho ótico dos raios solares ao atravessarem a atmosfera é reduzida
nas latitudes mais elevadas, espera-se também que a irradiação solar seja mais intensa nestes locais, e isto foi
mostrado por Neuwirth(1980). A altitude não é a única causa do aumento da irradiação solar, pois a mesma
também é causada por redução da Turbidez Atmosférica e aumento da quantidade de vapor d’água presente na
atmosfera (Threlkeld e Jordan, 1958).
Existem diversos métodos para estimativa da irradiação solar, sendo o modelo empírico proposto por
Angstron(1924) e modificado por Prescott(1940) o mais utilizado. Martinez-Losano et al.(1984) citam vários
trabalhos mostrando valores para os coeficientes a e b da regressão linear, evidenciando a grande variabilidade dos
mesmos, influenciados principalmente pela latitude e altitude da estação meteorológica, coeficiente de reflexão da
superfície, ângulo de declinação solar, concentração de vapor d'água e poluição natural e/ou artificial.
Os dados de irradiação solar são muito importantes à diversas aplicações, o alto custo na aquisição e
manutenção dos instrumentos que medem as componentes da irradiação solar fazem com que a mesma não seja
observada de forma contínua nas estações meteorológicas, muitos pesquisadores, na tentativa de obterem
informações sobre a irradiação solar incidente na superfície terrestre, nas formas direta e difusa, têm desenvolvido
relações estatísticas para estimar tais componentes(Jeter e Balaras, 1990). Menezes et al.(2001) estimaram a
irradiação solar difusa em Cajazeiras-PB através da equação de regressão linear e concluíram que a mesma é
sempre menor após a estação chuvosa(janeiro-março), no período compreendido de abril a junho. A irradiação
solar direta é influenciada diretamente pela transmissividade atmosférica, da mesma forma, que a massa ótica tem a
mesma função sobre a transmissão à irradiação solar global à superfície (Revfeim, 1976).
O objetivo deste trabalho foi determinar a Turbidez Atmosférica em dias de céu claro, parcialmente
nublado e nublado em Barra de Santa Rosa-PB.
1
- Aluna do Curso de Graduação em Física do DF/CCT/UFPB. E-mail: [email protected]
- Aluno do Curso de Graduação em Meteorologia do DCA/CCT/UFPB, bolsista do PIBIC/CNPq. E-mail:
[email protected]
3
- Professor Doutor do DCA/CCT/UFPB. E-mail: [email protected]
2
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MATERIAL E MÉTODOS
Os dados utilizados referem-se aos dias 01, 14 e 27 de junho de 1988, correspondentes aos dias de céu
claro, nublado e parcialmente nublado, respectivamente, da estação de Barra de Santa Rosa(06º43'S; 36º03'W;
457m), a qual faz parte da Rede Solarimétrica do Estado da Paraíba, pertencente ao Departamento de Ciências
Atmosféricas do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal da Paraíba, Campus de Campina
Grande.
Foram utilizados dados de irradiação solar global na superfície(Ig) e irradiação solar difusa(Id) medidas
através de Actinógrafos.
A excentricidade(Eo) e a declinação do Sol((δ) são expressas por:
Eo = 1,000110 + 0,034221cosθ + 0,001280senθ + 0,000719cos2θ +
+ 0,000077sen2θ
(1)
δ = 0,006918 - 0,399912cosθ + 0,070257senθ - 0,006758cos2θ +
+ 0,000907sen2θ - 0,002697cos3θ + 0,001480sen3θ
(2)
Sendo, θ = 2(d/365, em que d = dia juliano(0-364)
(3)
A hora solar verdadeira(TSV) é determinada por:
TSV = TL + ∆λ + ∆t
(4)
Onde: TL é a hora legal, ∆λ é a correção de longitude e ∆t é dada por:
∆t = 0,000075 + 0,001868cosθ - 0,032077senθ - 0,014615cos2θ 0,040849sen2θ
(5)
A Turbidez(T) será calculada de acordo com Robinson (1966) pela fórmula:
T = (1/mσ(m))*Log(EoSocosZ/dIb)
(6)
Em que, So é a constante solar, Z é o ângulo zenital do sol e dIb é determinada pela diferença entre Ig e Id.
Onde, m é a massa ótica, que de acordo com Kasten (1966) é dada por:
m = 35(1224cos2 z +1)-0,5
(7)
e σ (m) = 0,0281exp(-0,1880m) + 0,0200
(8)
Neste trabalho foram considerados dias claros, dias parcialmente nublados e dias nublados.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
De acordo com a Figura 01 observa-se que a partir de 06:00 até 07:30 horas solar verdadeira, a turbidez
atmosférica teve um pequeno aumento variando de 3,0 a 3,5, evidenciando a presença de nuvens, em seguida houve
um decréscimo da turbidez atmosférica até aproximadamente às 09:00 horas solar verdadeira. No intervalo de
tempo de 09:30 até 12:00 horas solar verdadeira, praticamente não ocorreu variação da turbidez atmosférica.
Finalmente verifica-se que ocorreu um decréscimo a partir das 12:30 horas solar verdadeira até o final do período
analisado.
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TURBIDEZ
CLARO
10
8
6
4
2
0
00:00
04:48
09:36
14:24
19:12
HORA(TSV)
Figura 01 – Turbidez Atmosférica em dia de céu claro
Na Figura 02 verifica-se que a partir de aproximadamente 07:00 horas solar verdadeira, a turbidez
atmosférica aumentou significativamente de 2,0 até 17,0 em torno das 08:00 horas solar verdadeira, evidenciando
presença de nuvens; em seguida houve pequeno decréscimo da turbidez atmosférica, fato este associado à nuvens
de menor espessura, e este aumento prosseguiu até aproximadamente às 09:00 horas solar verdadeira. No intervalo
de tempo compreendido entre 11:00 e 14:00 horas solar verdadeira, praticamente não houve influência das nuvens
sobre a turbidez atmosférica, tendo a mesma assumindo valores baixos, da ordem de 3,5 a 5,0. Finalmente, pode-se
observar que 16:00 horas a nebulosidade incidiu novamente sobre a turbidez atmosférica, tendo esta assumido valor
de 12,0, voltando a decrescer novamente e prosseguindo o decréscimo até o final do período.
TURBIDEZ
PARCIALMENTE NUBLADO
25
20
15
10
5
0
00:00
04:48
09:36
14:24
19:12
HORA(TSV)
Figura 02 – Turbidez Atmosférica em dia de céu parcialmente nublado
Verifica-se através da Figura 03 que ocorreu um aumento significativo desde 5,0 até 41,0 das 06:00 as
13:00 horas solar verdadeira, em seguida constatou-se um decréscimo aproximadamente linear até às 17:00 horas,
fim do período observado. O pico da turbidez foi às 13:00 horas solar verdadeira para essa condição analisada, com
a intensidade da ordem de 41,0, isto se dá devido a presença de nuvens de grande extensão vertical na localidade
em dias de céu nublado e o pequeno valor da massa ótica nesta hora. Os resultados da Figura 03 estão de acordo
com Dantas et al. (2000) que constataram em Patos-PB, cidade do sertão paraibano, no dia de céu nublado os
mínimos valores da transparência atmosférica foi por volta de 12:00 horas local, sendo a turbidez atmosférica
inversamente proporcional a transparência atmosférica.
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TURBIDEZ
NUBLADO
50
40
30
20
10
0
00:00
04:48
09:36
14:24
HORA(TSV)
19:12
Figura 03 – Turbidez Atmosférica em dia de céu nublado
CONCLUSÕES
Em dias de céu nublado a turbidez atmosférica em Barra de Santa Rosa - PB é máxima por volta de 13:00
horas solar verdadeira.
A turbidez é diretamente proporcional a nebulosidade, sendo crescente das 06:00 as 09:00 horas solar
verdadeira e decrescente de 15:00 as 17:00 horas solar verdadeira independentemente da condição do céu.
A turbidez atmosférica é mínima, próximo aos instantes do nascer e do ocaso do Sol, quando a massa ótica
é máxima.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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MARTINEZ-LOZANO, J. A. et al. The historical evolution of the Angstron formula and its modifications:
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Meteorology, v.15, p.651-56, 1976.
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1958.
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