Calcule o balanço de radiação para o dia 13/03/2025 para uma área de pastagem (albedo:
), em Seropédica (latitude
), no qual a insolação ( n ) do dia foi de 6,7 horas, a pressão de vapor d’água (e) foi de
), a temperatura média do ar foi de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A pergunta pede para calcular o balanço de radiação para uma área de pastagem em Seropédica no dia 13/03/2025. Para isso, vamos precisar entender alguns conceitos de radiação solar, albedo, pressão de vapor e temperatura do ar. Vamos dar uma olhada nos dados que temos:
- Albedo (α): 0,22
- Latitude (θ): 22,75° S
- Insolação (n): 6,7 horas
- Pressão de vapor d’água (e): 2,2 kPa
- Temperatura média do ar: 25,4°C
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o balanço de radiação. Ele representa a diferença entre a energia que a superfície terrestre recebe e a energia que ela irradia de volta para a atmosfera. Esse balanço é crucial para entender como a energia se move entre a Terra e o espaço, influenciando o clima e a temperatura local.
A fórmula básica para o balanço de radiação ($ R_n $) é:
Onde:
- $ \alpha $ é o albedo, que representa a fração da radiação solar refletida pela superfície.
- $ R_s $ é a radiação solar incidente.
- $ R_l $ é a radiação de longo alcance emitida pela superfície.
Passo 3
Vamos calcular a **radiação solar incidente ($ R_s
n
G
I $) de cerca de 0,2 MJ/m²/h, que é comum em condições médias.
Então, a radiação solar incidente é:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos calcular a radiação refletida ($ R_{ref} $) usando o albedo:
Substituindo os valores:
Passo 5
Para encontrar a radiação líquida ($ R_n $), vamos subtrair a radiação refletida da radiação solar incidente:
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos considerar a radiação de longo alcance emitida pela superfície ($ R_l $). Essa radiação depende da temperatura da superfície e da pressão de vapor d’água. Uma aproximação simples para $ R_l $ é dada pela lei de Stefan-Boltzmann:
Onde:
- $ \sigma $ é a constante de Stefan-Boltzmann ($ 5,67 \times 10^{-8} , W/m²K^4 $)
- $ T $ é a temperatura absoluta em Kelvin.
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Então,
Calculando:
Convertendo para MJ/m² (sabendo que 1 W = 1 J/s e considerando o período de insolação de 6,7 horas):
Passo 7
Finalmente, vamos calcular o balanço de radiação ($ R_n $) considerando a radiação de longo alcance emitida:
Substituindo os valores:
Resposta
O balanço de radiação para a área de pastagem em Seropédica no dia 13/03/2025 é de aproximadamente -9,845 MJ/m².