Qual a importância da atmosfera terrestre em relação a incidência da radiação solar?

A radiação solar é a energia emitida pelo sol na forma de radiação - ondas eletromagnéticas. Ela é emitida pela fotosfera, a camada mais externa do sol, que possui aproximadamente 300 km de extensão.

É fonte de energia para o planeta, além de ser responsável pelo seu aquecimento. Também é fundamental para a determinação do clima na Terra.

O volume de radiação varia conforme a região do globo: as zonas que mais a recebem são as que ficam perto da Linha do Equador. Já a menor incidência de radiação acontece nas áreas extremas.

Como a radiação solar chega à Terra?

A radiação solar atravessa a atmosfera e chega até a superfície terrestre, aquecendo-a. Boa parte da radiação recebida é absorvida, sendo esta parte a responsável pelo aquecimento do planeta. Outra fração - a infravermelha - é refletida e não chega à Terra.

O controle da radiação que atinge a superfície é devido à atmosfera, que a filtra de diferentes maneiras, conforme o comprimento das ondas.

Uma parte da radiação solar que atinge a Terra (ultravioleta) é absorvida pela camada de ozônio, uma camada formada por gás ozônio (O3) que fica ao redor da Terra. É ela que evita que altos níveis de radiação atinjam o planeta.

Leia mais sobre a importância da camada de ozônio.

Tipos de radiação solar

A radiação solar é dividida em três tipos, que são classificados conforme os comprimentos de onda e intensidade: visível, ultravioleta e infravermelha.

Radiação visível

A radiação recebe esse nome porque é visível aos seres humanos. É a forma mais simples de radiação eletromagnética e concentra boa parte da energia que vem do sol.

Como vemos na imagem, ela é composta por um espectro das seguintes cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, ciano, azul e violeta. Os comprimentos de ondas das cores são variáveis entre 380 nm (violeta) e 740 nm (vermelho).

Radiação ultravioleta

A radiação ultravioleta contém a menor parte da energia solar. Seu comprimento de onda é menor e por esse motivo ela não é visível.

Possui três classificações, conforme o comprimento das ondas: UVA (entre 400 nm e 315 nm), UVB (entre 315 nm e 280 nm) e UVC (entre 280 nm e 100 nm).

A radiação UVA corresponde quase à totalidade da radiação ultravioleta que chega até a Terra. Em menor escala, a radiação UVB também chega à superfície. Estas duas podem causar queimaduras solares.

Já a radiação UVC, por ter as ondas mais curtas, não chega à superfície terrestre, sendo completamente absorvida pela atmosfera.

Veja mais sobre UVA e UVB.

Radiação infravermelha

A radiação infravermelha contém a maior parte da energia solar, chegando quase a 50%, e também não é visível para os seres humanos. Seu comprimento varia entre 780 nm e 1 mm, o que significa que possui um comprimento maior do que a luz.

Tem a característica de produzir grande agitação térmica. Por isso, essa radiação pode causar lesões em tecidos humanos que sejam formados por muitas moléculas de água, como é o caso dos olhos.

Leia mais sobre efeito estufa e aquecimento global.

A radiação solar como fonte de energia

A radiação solar que chega à Terra pode ser usada para a produção de energia. O resultado desse processo é chamado de energia fotovoltaica. A geração acontece por meio de painéis solares, formados por pequenas estruturas de silício (células voltaicas).

Os painéis são instalados em áreas de grande incidência de raios solares, e a energia é gerada a partir de uma reação entre os fótons presentes na radiação e as células compostas por silício.

O sistema possui muitas vantagens: não é poluente, não exige muita manutenção e possui alta durabilidade.

Como desvantagens podem ser apontadas o alto do preço da instalação dos painéis e a instabilidade da produção energética, que varia de acordo com as condições climáticas locais.

Conheça também outros tipos de radiação.

A radiação solar faz parte da nossa vida, tendo tipos mais nocivos para a saúde humana, porém, essenciais para o planeta.

A radiação solar nada mais é que a energia enviada pelo Sol na forma de radiação. Esta, por sua vez, é transmitida em forma de ondas eletromagnéticas, lançada por meio da fotosfera, a parte mais externa do Sol, a qual possui cerca de 300 km de amplitude.

A camada é uma das principais fontes de alimentação do nosso planeta, sendo responsável por estabelecer o clima terrestre. Ou seja, isso significa que a fotosfera também determina o aquecimento do lugar, que depende de sua posição no globo.

Isso está sujeito à posição de determinado país, Estado e, principalmente, cidade, em relação à Linha do Equador. Isto é, quanto mais próximo da linha ficar o local, mais quente ele será. Dessa maneira, o oposto ocorre com cidades mais distantes da linha, ou seja, quanto mais longe dela, mais fria será.

O que é a radiação solar?

A radiação solar sai do seu ponto de origem e se propaga no espaço livremente, ou seja, não necessita de qualquer material para a locomoção. Sendo assim, ela parte do Sol, cruza o espaço e chega à Terra sem interferências.

A energia, visibilidade e poder de penetração são fatores indicados por meio do comprimento e frequências das ondas eletromagnéticas. Veremos alguns tipos logo abaixo.

Outro ponto importante ressaltar é que essas ondas eletromagnéticas se deslocam no vácuo a cerca de 299.792 km/s.

A importância da radiação solar

Seja direta ou indiretamente, a energia solar é essencial para o sustento do meio ambiente. Nós a recebemos por meio da radiação solar que, além disso, representa parte importante para:

1. Fotossíntese em plantas;
2. Equilibrar a temperatura do planeta adequada para os seres vivos;
3. Formação dos ventos.

Os tipos de radiação solar

A radiação solar possui três tipos principais de raios:

1. Infravermelhos, fornecedores de calor – 49%;
2. Visíveis, fornecem luz – 43%;
3. Ultravioleta – 7%;
4. Outros tipos – 1%.

Separada em três grupos, a radiação solar é classificada de acordo com a intensidade e os comprimentos da onda, visível ultravioleta e infravermelha.

1 – Radiação Visível

Um dos tipos de radiação solar, recebe esse nome sugestível justamente por ser perceptível aos olhos humanos.

A radiação visível é tida como a forma mais simples de radiação eletromagnética. Além disso, ela também centraliza a grande parte da energia solar, cerca de 42% dela.

Suas cores variam do violeta ao vermelho. É a radiação visível, por exemplo, que possui a energia certa para ser usada no processo da fotossíntese.

2 – Radiação Ultravioleta

Ao contrário da anterior, a radiação ultravioleta não é perceptível a olho nu e ainda se subdivide em três tipos:

1. A (UVA): passam com tranquilidade pela atmosfera terrestre, atingindo todo o plano;
2. B (UVB): por ter maior dificuldade em cruzar a atmosfera terrestre, possui onde mais curta, abrangendo com maior facilidade a zona equatorial;
3. C (UVC): também possui onda curta, no entanto, elas não chegam a passar pela atmosfera, sendo absorvidas pela camada de ozônio.

Em relação a radiação ultravioleta que chega na Terra, a UVA condiz quase ao total. Dessa forma, ela chega até a superfície terrestre sendo responsável, por exemplo, pelas queimaduras solares.

3 – Radiação Infravermelha

Assim como a antecessora, a radiação infravermelha também não pode ser vista a olho nu. Ela tem cerca de 50% da energia solar, sendo a maior quantidade entre as três.

Devido a sua ampla capacidade de produzir agitação térmica, isso significa que ela aquece corpos e objetos expostos a ela. Sendo assim, a radiação infravermelha se trona nociva aos tecidos humanos, em especial aqueles formados por grande quantidade de moléculas de água. Por exemplo, no caso dos olhos.

A radiação solar na superfície da Terra

A camada de ozônio está localizada na parte alta da atmosfera e é responsável por uma pequena porcentagem de absorção da radiação total.

Esta, por sua vez, refere-se à radiação ultravioleta, que pode ser bastante prejudicial não apenas aos seres humanos, como também outros seres vivos.

Na escola aprendemos que a atmosfera terrestre funciona como uma espécie de filtro. De fato, esta é uma definição que se encaixa perfeitamente.

Por causa dela, apenas 47% da radiação solar chega até nós, sendo 25,8% dela absorvida pela água e 21% pelo solo. Ainda resta 0,2% para ser usada na fotossíntese.

Assim sendo, a outra parcela da radiação é rebatida de volta ao espaço pelas camadas mais altas da atmosfera.

Apesar disso, a energia absorvida pela água e solo são suficientes para movimentar as circulações atmosféricas e marítimas, essenciais para a vitalidade da biosfera.

Confira alguns tipos de radiação solar.

1. Difusa: parte da radiação que alcançou, ao menos, uma partícula de gases atmosféricos. Tende a ser maior em dias nublados.
2. Incidente: aquela que encontra alguma barreira, fornecendo parte ou toda sua energia.
3. Refletida: parcela da radiação refletida na superfície terrestre por causa do efeito albedo.
4. Absorvida: o resto de radiação solar incidente é absorvida pela superfície terrestre, contribuindo, assim, com seu aquecimento de modo variado.

Distribuição e medição da radiação solar no planeta Terra

Por causa do movimento de translação da Terra (volta ao redor do Sol), nem todas as regiões do planeta recebem a mesma quantidade de radiação solar.

Sendo assim, as zonas mais afastadas da Linha do Equador, recebem bem menos energia solar do que as localizadas mais próximas.

Em alguns desertos, por exemplo, já foram registrados altos valores de radiação perto do solo, cerca de 220 kcal/(cm2/ano). Já os valores mínimos catalogados nos polos, foram inferiores a 80 kcal/(cm2/ano).

Mas afinal, como são realizadas essas medições?

Existem observatórios meteorológicos que mantêm um registro das horas de sol e o total de energia enviada nos locais que se encontram.

Dessa maneira, a quantidade de horas de insolação é apurada através do heliógrafo – aparelho com forma de esfera de vidro, o qual centraliza os raios solares sobre uma fita de papel, incumbida de marcar as horas.

Assim, quando a luz solar queima a folha de marcação, ela deixa um rastro carbonizado que pode ser computado.

Por outro lado, a energia solar em si é medida pelo aparelho conhecido como solarímetro.

Radiação solar, a energia do futuro

A evolução do ser humano tem causado vários danos ao planeta, devido ao gasto descontrolado de recursos naturais.

Nos tornamos totalmente dependente de energia e, portanto, cabe a própria espécie encontrar outros meios de consumo.

A radiação solar aparece como alternativa para o problema, pois, ao chegar na Terra, é possível utilizá-la na produção de energia.

A consequência do processo é conhecida como energia fotovoltaica, gerada através de painéis solares, compostos por pequenas células voltaicas chamadas de silício.

Esses painéis tendem a ser colocados em locais com alta incidência solar, produzindo energia por meio da reação entre fótons presentes na radiação e as células formadas por silício.

Embora tenha o alto custo como desvantagem, o sistema dos painéis solares exige pouco manutenção, é zero poluente para o meio ambiente e tem longa durabilidade.

Fontes: Significados, Cola da Web e Energia Solar.

Imagens: Dermatologia & Saúde, Portal Solar, Nova Escola, Wiki, Toda Matéria, Blue Sol, MeterologodiaEnRed, InfoEscola, PXHere.

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