Como o Sol consegue aquecer o planeta mesmo estando separado da Terra pelo vácuo?

Criado em 30/09/16 10h06 e atualizado em 30/09/16 10h09
Por Naelton Mendes de Araujo Fonte:Planetário do Rio - Estação Criança

O espaço interplanetário é quase vazio, quase vácuo. Assim não há quantidade considerável de matéria (gases ou poeira) para armazenar calor como na atmosfera de um planeta como a Terra. Se você por um termômetro neste ambiente ele só vai registrar temperatura acima de zero grau centígrado se estiver iluminado pelo Sol. Qualquer objeto em órbita da Terra exposto a luz do Sol pode ultrapassar facilmente 100 graus centígrados (ou Celsius).

Na sombra ele pode atingir uns -100 graus facilmente. Nestas condições o objeto não esfria ainda mais, pois vai receber radiação infravermelha do nosso planeta ou da Lua. Quanto mais longe o objeto estiver do Sol mais baixa será sua temperatura mesmo que iluminado por ele. Assim ao redor de Netuno a temperatura, mesmo iluminado é baixíssima, podendo chegar a -222 grau Celsius.

Já no espaço interestelar pouca a luz das estrelas é suficiente para evitar que o corpo atinja o chamado ZERO ABSOLUTO (0 grau Kelvin que é aproximadamente -273 grau Celsius). Mesmo no espaço intergaláctico não se alcança, em condições normais temperaturas menores que 3 graus Kelvin (-270 graus Celsius). Esta temperatura foi medida acidentalmente pela primeira vez em 1964.

Dois engenheiros de telecomunicações, Arno Penzias e Robert Wilson, estavam examinando interferências de rádio com uma antena muito sensível. Eles descobriram que para onde apontassem seu instrumento havia uma emissão de micro-ondas que corresponde a temperatura média do nosso Universo: uns -270 grau centígrados.

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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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