SENSORIAMENTO REMOTO E RADIA��O ATMOSF�RICA Show A causa fundamental de todas as situa��es meteorol�gicas na Terra � o Sol e a sua posi��o em rela��o ao nosso planeta, n�o devendo entender-se por isto as varia��es estacionais que ocorrem ao mesmo tempo que a Terra progride na sua �rbita anual. A energia calor�fica fornecida pelo Sol, a radia��o, afeta diretamente a densidade do ar, provocando assim todos os gradientes de press�o importante que causam o movimento do ar numa tentativa para minimizar a distribui��o deles. O movimento constante da atmosfera depende, assim, do balan�o de energia, fator que temos de considerar sob dois aspectos: o or�amento ou balan�o, entre a Terra e o espa�o, porque deste determina a temperatura m�dia da atmosfera, e o or�amento ou balan�o, na atmosfera, porque este � a causa fundamental das condi��es meteorol�gicas. O Or�amento Terra-espa�o: Ganhos e Perdas Todos os or�amentos s�o uma quest�o de receita e despesa ou entradas e sa�das. Neste caso, as entradas s�o a radia��o recebida do Sol e as sa�das s�o as perdas de radia��o pela Terra. A longo prazo, estas quantidades deveriam equilibrar-se, mas no decurso da hist�ria da Terra � sabido que deve ter havido pequenos desequil�brios, como evidenciam as ocorr�ncias de idades do gelo. O Sol emite radia��o de onda curta a uma raz�o que varia pouco, esta emiss�o fornece a energia para toda a vida natural e movimentos de nosso planeta. Quando atinge a Terra a radia��o solar � refletida, retrodifundida e absorvida por v�rias componentes: 6% � retrodifundida para o espa�o pelo pr�prio ar, 20% � refletida pelas nuvens e 4% � refletida pela superf�cie da Terra. Deste modo, 30% da radia��o perde-se para o planeta por estes processos que, coletivamente, constituem o albedo. As nuvens absorvem 3% da radia��o solar restante, ao passo que o vapor de �gua, as poeiras e outros componentes no ar contam com mais 16%. O resultado de todas estas interfer�ncias atmosf�ricas � garantir que apenas 51% da radia��o solar incidente atinja verdadeiramente a superf�cie do globo. Esta quantidade � apenas uma m�dia e dissimula as varia��es na quantidade de radia��o solar que chega ao solo em diferentes pontos do planeta. Porque a Terra � esf�rica, as regi�es tropicais s�o atingidas por tr�s vezes mais radia��o solar do que as regi�es polares. Al�m disso, devido � distribui��o da nebulosidade, as regi�es equatoriais recebem somente mais da metade da radia��o solar do que a recebida pelos desertos quentes e secos da Terra, onde cerca de 80% da radia��o total que penetra na atmosfera atinge o solo. E nas latitudes m�dias nubladas a radia��o solar recebida no solo � somente um ter�o da que se encontra nos desertos. A entrada da radia��o solar tem de ser equilibrada por uma sa�da de calor enviado pela Terra, o que resulta de radia��o pela atmosfera. Ao contr�rio da radia��o de onda curta, a radia��o da Terra ocorre sob a forma de onda longa e � por isso muito mais absorvida pelo vapor de �gua e di�xido de carbono existentes na atmosfera. Da radia��o emitida pela parte s�lida da Terra, cerca de 90% � absorvida pela atmosfera, que irradia cerca de 80% novamente para o solo. Deste modo, a atmosfera atua como uma cobertura ou como o vidro de uma estufa, e da� o chamado Efeito Estufa. Como resultado, apenas uma pequen�ssima quantidade da radia��o terrestre escapa para o espa�o.
Transfer�ncia de Energia na Atmosfera A atmosfera recebe calor da radia��o solar de onda curta, da radia��o terrestre de onda longa e ainda da convec��o, pela qual as correntes verticais de ar ascendentes libertam energia calor�fica (quer sens�vel, quer latente) da superf�cie da Terra. A atmosfera perde calor irradiando para cima, para o espa�o e para baixo, para a superf�cie. De fato, a atmosfera teria um balan�o negativo,por perder muito mais do que ganha, se n�o fosse o fato de o d�ficit em radia��o ser coberto pelo influxo de calor por convec��o. Sem esta convec��o a superf�cie da Terra deveria estar muito mais quente, cerca de 67�C, em vez de 15�C, para poder emitir radia��o suficiente para compensar o or�amento do equil�brio t�rmico. Atualmente, os sat�lites podem dizer-nos como � que esta radia��o de onda longa � distribu�da, atrav�s de medi��es das imagens no infravermelho. As observa��es mostram que as quantidades s�o as mais altas nas regi�es des�rticas, menores nas latitudes m�dias e mais baixas nas regi�es polares.
Balan�o do Or�amento Energ�tico Deixamos de lado o papel da convec��o nesta transfer�ncia de calor, pod�amos considerar o balan�o entre a radia��o que entra e a que sai, conhecida por radia��o resultante. Interessa aqui ver qual � a distribui��o da radia��o resultante, quer para a superf�cie da Terra, quer para a atmosfera. Estas considera��es conduzem sucessivamente para a radia��o resultante para o sistema Terra-Atmosfera no seu todo, o que constitui uma das distribui��es mais importantes no conjunto das ci�ncias atmosf�ricas. Em todas as latitudes entre 80� N e 80� S a superf�cie da Terra tem radia��o resultante positiva, quer dizer, recebe mais do que perde. Esta radia��o resultante positiva � particularmente alta nos tr�picos. A atmosfera, por outro lado, tem balan�o negativo da radia��o resultante, o qual n�o varia com a latitude. Adicionando as duas distribui��es a radia��o resultante do sistema Terra-Atmosfera. Entre as latitudes entre 40�N e 35�S o or�amento da radia��o resultante � positivo. Para os lados polares destas latitudes, o or�amento torna-se negativo. A n�o ser que houvesse alguns outros fatores a afetar os or�amentos da radia��o, esta distribui��o sugere que os tr�picos tornar-se-iam progressivamente mais quentes, e os p�los progressivamente mais frios: o equador seria 14�C mais quente e o p�lo Norte 25�C mais frio do que s�o atualmente. Porque n�o � este o caso, deve haver uma transfer�ncia de calor dos tr�picos para os p�los. Esta transfer�ncia, que � conhecida como fluxo meridional, assegura que as temperaturas da atmosfera sejam notoriamente est�veis e que o gradiente da temperatura m�dia ao longo dos meridianos seja uns 40�C mais baixo do que seria de outro modo. Al�m deste fluxo meridional o calor � tamb�m transportado para cima,: o efeito resultante � de que as varia��es, ao longo dos meridianos da radia��o de onda longa no topo da atmosfera, s�o muito menores do que os da radia��o solar incidente. A transfer�ncia necess�ria de calor para os p�los ( o fluxo meridional ) tem lugar na atmosfera e no oceano, como a primeira respons�vel por cerca de dois ter�os do total. A transfer�ncia � realizada pelo movimento do ar no meio: ar quente e �mido desloca-se para cima e para os p�los e ar frio e seco desloca-se para baixo e para o equador. As configura��es do fluxo do ar que conduzem a estes movimentos s�o essencialmente os sistemas meteorol�gicos de nosso planeta. A necessidade de equil�brio para o or�amento da radia��o �, em suma, a raz�o por que as condi��es meteorol�gicas existem.
Balan�o do Or�amento Energ�tico O primeiro sat�lite artificial da Terra foi lan�ado em 1957. Cerca de tr�s anos depois come�ou a era dos sat�lites meteorol�gicos, que criou novas possibilidades de observa��o do tempo a partir do espa�o. Os sat�lites permitiram uma cobertura regular do Globo terrestre, que teria sido praticamente imposs�vel atrav�s das observa��es com bal�es-sonda, avi�es ou esta��es terrestres. O resultado mais importante dos sat�lites na meteorologia � a disponibilidade de imagens que revela onde h� nuvens e o que s�o. Porque todos os sistemas de tempo importantes na Terra t�m nuvens caracter�sticas, as imagens obtidas por sat�lites d�o aos previsores a oportunidade de ver o que se est� a passar, mesmo em �reas remotas, a intervalos freq�entes. Existem dois tipos de sat�lites, cada um com as suas �rbitas caracter�sticas; s�o os geoestacion�rios e os sat�lites de �rbita polar. Os sat�lites geoestacion�rios mant�m-se sempre sobre o mesmo local da superf�cie da Terra. Isto � poss�vel somente se o sat�lite est� sobre um ponto do equador e se a dist�ncia acima da superf�cie do globo � de cerca de 36.000 km. A vantagem deste tipo de sat�lite � que este campo de observa��o pode ser controlado de modo cont�nuo. Os sat�lites de �rbita polar orbitam muito mais perto da superf�cie da Terra e podem, por isso, fornecer imagens mais pormenorizadas. Normalmente os sat�lites de �rbita polar est�o a 850 km de altitude e demoram cerca de 100 minutos para uma volta � Terra. Sensoriamento Remoto � As Imagens Esses sat�lites conseguem nos fornecer informa��es a respeito da temperatura da Terra atrav�s de radi�metros, que medem os v�rios tipos de radia��o emitida pela Terra, da atmosfera ou das nuvens. Um tipo de radia��o que chega ao sat�lite vindo de baixo � a luz do Sol refletida pelas superf�cies do globo, pela atmosfera ou pelas nuvens. Cada tipo de superf�cie reflete propor��es diferentes da luz que nela incide. Como o radi�metro do sat�lite prospecta o campo de vis�o em baixo, registra a intensidade da radia��o de cada �rea pequena. Esta informa��o � transmitida para uma esta��o terrestre e pode ser processada para formar as imagens de sat�lites, ou como comumente � chamada, imagem no vis�vel. As imagens no vis�vel retratam as nuvens, terras e mar tal como o olho humano as veria. Mas h� um outro tipo de radia��o que chega ao sat�lite vinda de baixo e que tem a vantagem de fornecer as imagens de dia ou de noite ao longo do ano. Esta radia��o � mais calor do que luz e � emitida por todas as superf�cies, sejam elas quentes ou frias. Esta radia��o � conhecida como infravermelho. As imagens no infravermelho descrevem a temperatura da superf�cie observada. As medi��es de um radi�metro no infravermelho s�o processadas na esta��o meteorol�gica em terra, normalmente de modo que as superf�cies mais quentes aparecem relativamente mais escuras e as mais frias, mais claras. Durante a noite as imagens no infravermelho permitem ao previsor distinguir v�rios tipos de nuvens muito importantes. Durante o dia, a disponibilidade de imagens no vis�vel e no infravermelho simultaneamente, � ainda mais funcional.
O que acontece quando a radiação solar atravessa a atmosfera?Quando a radiação solar penetra na atmosfera terrestre, sofre atenuações causadas por reflexão, espalhamento e absorção pelos constituintes atmosféricos, por partículas dispersas e nuvens (atenuações da energia solar ao atravessar a atmosfera).
Como ocorre a absorção da radiação solar pela atmosfera?A maior parte da absorção da radiação solar em comprimentos de onda do intervalo infravermelho deve-se ao vapor d'água e ocorre na troposfera, onde a maior parte do vapor d'água está localizado. Esta parte da absorção apresenta grande variabilidade devido à distribuição do vapor d'água.
Como a radiação solar penetra na atmosfera terrestre é influencia a temperatura é o clima?Fenômeno semelhante ocorre em nosso planeta. Parte da radiação solar penetra a atmosfera enquanto outra parte é refletida de volta ao espaço. A radiação que permanece na Terra é absorvida por determinados gases-estufa presentes na atmosfera. Como conseqüência disso, o calor fica retido, não sendo liberado ao espaço.
Qual a relação entre a atmosfera é a radiação solar recebida pelo planeta Terra?De onde vem a energia que a Terra irradia? Vem da energia solar absorvida. Temos 6% de energia irradiada diretamente para o espaço e 64% irradiada através da atmosfera e nuvens. A atmosfera e as nuvens carregam o calor irradiado por terra, oceanos, florestas etc., através do vapor de água e das correntes de ar.
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O que acontece quando a radiação solar penetra na atmosfera resumo?
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