Hoje vamos falar sobre um tipo de variável que é muito importante para se estabelecer um tipo de clima em uma determinada região. É sobre o irradiância. A irradiância é a quantidade que mede a energia por unidade de área de radiação solar incidente em uma determinada superfície. Esta quantidade de radiação solar que atinge uma superfície é medida no espaço e tempo especificados.
Neste artigo, vamos contar tudo o que você precisa saber sobre irradiância e a importância de estabelecer os tipos de clima.
Características principais
A irradiância é a magnitude que nos ajuda a medir a quantidade de radiação solar que incide sobre uma determinada superfície e durante um determinado tempo. É sabido que nem toda a radiação solar gerada pelo Sol chega ao nosso planeta. A irradiância foi expressa em unidades de potência por área. Os valores são normalmente indicados em watts por metro quadrado. Se nos referirmos à irradiância solar, estaremos falando sobre a quantidade de irradiância que uma determinada superfície recebe por unidade de tempo.
Por exemplo, podemos dizer que a irradiância em um lugar é 10 watts por metro quadrado e hora. Isso significa que essa quantidade de radiação solar cai em um metro quadrado a cada hora. Dessa forma, podemos saber quanta radiação solar uma determinada superfície recebe ao longo do tempo para estabelecer que tipo de clima prevalece em uma determinada área.
Sabemos que a radiação solar é uma variável importante para o valor das temperaturas de um local. Se este local recebe grande quantidade de radiação solar, é normal que tenha uma temperatura mais elevada. Além disso, esses valores são aqueles que estabelecem o regime de vento predominante e alguns dos fenômenos atmosféricos que dão origem à precipitação. O sol é o motor que faz com que os fenômenos atmosféricos, como a precipitação, sejam gerados na troposfera. É a radiação solar que aquece parte de uma superfície, fazendo com que o ar ao redor se aqueça e tenda a subir.
Na área onde o ar sobe, será criada uma espécie de vão que deve ser preenchido por outra massa de ar. É assim que os regimes de vento são estabelecidos. Quanto mais diferença houver entre as densidades do ar, maior será o vento. Além disso, essas são as condições propícias à criação de anticiclones e tempestades.
Origem da irradiância
Do ponto de vista técnico, a radiação solar na superfície terrestre é uma forma de agregar um certo intervalo de tempo em que a radiação atinge uma superfície filtrada pela interposição da atmosfera. Os dados que a irradiação solar na superfície nos dá dependerão da época do ano, da latitude, do clima em geral e da hora do dia em que nos encontramos.
A radiação eletromagnética vem do sol. É uma energia da reação de fusão nuclear que ocorre constantemente dentro do sol. Esta reação nuclear de dois núcleos de hidrogênio se combinam para formar um núcleo de hélio. Durante essa combinação de átomos, uma grande quantidade de energia é liberada, a qual é liberada na forma de radiação.
Deve-se levar em consideração também que o calor gerado por essa reação é responsável pelo fato do Sol ser uma gigantesca massa incandescente que gera o calor que atinge a superfície terrestre. Devemos ter em mente que nosso planeta está localizado no que é conhecido como "zona habitável". Em outras palavras, estava perto o suficiente para o sol nos aquecer, mas longe o suficiente para não nos queimar.
A superfície externa do Sol tem cerca de 5500 graus Celsius. Esta estrela emite grandes quantidades de radiação eletromagnética em uma ampla faixa de comprimento de onda e frequência. Essa radiação eletromagnética varia do ultravioleta ao infravermelho, com a região visível aos humanos sendo chamada de arco-íris. O espectro da radiação solar é aquele que abrange todos os comprimentos de onda que o sol emite, seja um visível aos humanos.
Tipos de irradiância
Existem vários tipos de irradiância dependendo de suas características e de sua origem. Vamos analisar cada um deles passo a passo:
- Irradiação solar total: é a medida que abrange todos os comprimentos de onda por unidade que afetariam a alta atmosfera do nosso planeta. Geralmente é medido perpendicularmente à luz do sol que entra na atmosfera.
- Irradiância normal direta: é aquele que mede a superfície da Terra em um determinado local. Para fazer isso, um elemento é usado na superfície colocada perpendicularmente ao sol. A irradiância direta total será igual à irradiância extraterrestre acima da atmosfera, menos as perdas atmosféricas devido à absorção e espalhamento da luz pelo vento e nuvens. Essas perdas podem ser aumentadas ou reduzidas dependendo da hora do dia, latitude, cobertura de nuvens, teor de umidade, entre outros.
- Irradiância horizontal difusa: também é conhecido pelo nome de radiação difusa do céu. Esta é a radiação na qual a radiação da luz espalhada pela atmosfera atinge a superfície da Terra. Essa quantidade pode ser medida em uma superfície horizontal com radiação vinda de todos os pontos do céu. Se a atmosfera não existisse, não haveria radiação horizontal difusa.
- Irradiância horizontal global: Finalmente, esse tipo de irradiância é o que mede a radiação total do sol em uma superfície horizontal da Terra. É contado como a soma da irradiância direta e da irradiância horizontal difusa.
Todos esses valores são estabelecidos para conhecer as características climáticas de uma determinada área. Além disso, é utilizado em inúmeros estudos para o desenvolvimento e construção de energias renováveis que funcionam com o sol. Um exemplo disso é a energia solar fotovoltaica. Para realizar um estudo de viabilidade da energia solar fotovoltaica, é necessário conhecer a quantidade de radiação solar que afetará a superfície do telhado da casa ao longo do ano. Além disso, serão necessários valores de outras variáveis como cobertura de nuvens, umidade e regime de vento, entre outras.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre irradiância.