A atmosfera pode ser considerada uma gigantesca máquina térmica, alimentada pela energia externa oriunda do Sol, a radiação solar, que fornece 99,97% da energia utilizada no sistema Terra.
A biosfera é um sistema vivo que não pode ser desconectado do fluxo de energia proveniente do Sol. Em última análise, os seres vivos dependem dessa energia para realizar as atividades metabólicas: são “máquinas biológicas”, movidas a energia solar.
Tipos de radiação solar
A emissão solar é uma mistura de radiações com diferentes comprimentos de onda. Distinguem-se três frações:
- A luz ou radiação visível é o que a visão humana pode perceber; contém 42% da energia da emissão solar e pode ser decomposta em radiações de cores distintas que vão do violeta ao vermelho. A radiação visível contém a energia adequada para ser aproveitada pela fotossíntese. (Veja: Luz Visível).
- A radiação ultravioleta representa 9% da energia total. Tem menor comprimento de onda que a luz visível e não pode ser percebida pelas pessoas. E uma radiação energética e, portanto, capaz de provocar a ruptura de certas ligações químicas, levando à desorganização das moléculas. (Veja: Radiação Ultravioleta).
- A radiação infravermelha equivale a 49% da energia emitida pelo Sol, e seu comprimento de onda é maior do que o da luz. Também não é percebida pelo ser humano. Tem pouca energia e só produz agitação térmica, isto é, esquenta os corpos a ela expostos. (Veja: Radiação Infravermelha).
Como radiação solar chega à superfície da Terra
A atmosfera funciona como um filtro para a radiação solar, que deixa passar certos comprimentos de onda e reflete ou retém outros.
Na parte alta da atmosfera está localizada a camada de ozônio, que absorve uma pequena porcentagem da radiação total, correspondente à radiação ultravioleta, nociva aos seres vivos. Uma parte da radiação é refletida para o espaço pelas camadas mais altas da atmosfera.
Outra parte é absorvida pelos gases responsáveis pelo efeito estufa: vapor d agua, gás carbônico, metano etc.
Ao solo, chega somente 47% da radiação que penetrou na alta atmosfera. Dessa energia, 25,8% são absorvidos pela água; 21% pelo solo e apenas 0,2% é utilizado na fotossíntese.
Ainda assim, a energia absorvida pelo meio físico (água e solo) é responsável por colocar em movimento as circulações atmosférica e marítima, que são vitais para o funcionamento da biosfera.
A distribuição da radiação sobre o planeta
Nem todos os pontos da superfície terrestre recebem a mesma quantidade de radiação solar. A posição da Terra em relação ao Sol e o movimento dela ao redor de sua estrela fazem que as regiões localizadas próximo à Linha do Equador, por exemplo, recebam mais energia do que as localizadas próximo aos polos, e que no verão haja mais energia do que no inverno.
Os valores mais altos de radiação próxima ao solo foram registrados em alguns desertos, onde observaram-se medidas de 220 kcal/(cm2/ano). Os valores mínimos foram registrados nos polos, onde há estimativas inferiores a 80 kcal/(cm2/ano).
Como a radiação solar é medida?
Alguns observatórios meteorológicos realizam um controle diário do número de horas de sol e da quantidade de energia recebida nos locais em que estão instalados.
O número de horas de insolação é medido por meio de um aparelho denominado heliógrafo, que consiste numa esfera de vidro que concentra os raios solares sobre uma fita de papel, na qual se marcam as horas. Na ausência de nuvens, a luz queima a folha de registro, deixando um rastro carbonizado que pode, então, ser medido. Já a energia da radiação solar é medida com aparelhos chamados solarímetros.
A constante solar
A quantidade de energia radiante que chega ao limite da alta atmosfera recebe o nome de constante solar e tem um valor aproximado de 2 cal/(cm2/min).
Apesar do nome, essa quantidade de energia varia de acordo com a distância entre o Sol e a Terra e também segundo a intensidade da atividade solar.
Em um ano, um centímetro quadrado da alta atmosfera recebe em torno de 438 kcal, quantidade que equivale, por exemplo, à sétima parte do consumo energético médio diário de uma pessoa adulta.
Por: Paulo Magno da Costa Torres
