Explique por que a radiação de onda longa (ROL) é baixa sobre regiões tropicais nubladas.
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que a radiação de onda longa (ROL) que escapa para o espaço é baixa sobre regiões tropicais que estão cobertas por nuvens. Vamos usar o conceito de corpo negro (Lei de Stefan–Boltzmann) e a ideia de nível de emissão efetivo na atmosfera ou no topo das nuvens.
Passo 2
Em termos gerais, a ROL que chega ao espaço pode ser aproximada por um corpo negro à temperatura do nível de emissão efetivo
. Pela Lei de Stefan–Boltzmann, o fluxo de saída é
onde
é a constante de Stefan–Boltzmann. Se não houvesse nuvens e pouca umidade,
ficaria próximo da temperatura da superfície
K, e portanto a ROL seria alta.
Passo 3
Nas regiões tropicais nubladas temos grandes nuvens convectivas com topos muito altos (às vezes acima de 10–15 km). A temperatura no topo dessas nuvens, digamos
K, é muito menor que
. Como as nuvens são quase opacas à radiação infravermelha, a maior parte da ROL escapa a partir desse nível frio. Logo
e, como
, o valor cai muito rápido (pois depende de
).
Passo 4
Além disso, mesmo fora das nuvens, a alta concentração de vapor d’água na coluna tropical eleva o nível de emissão efetivo para altitudes maiores (e, portanto, temperaturas menores) do que em regiões secas. Mas a contribuição dominante para ROL muito baixa vem dos topos de nuvens grossas e frias que bloqueiam a radiação emitida pelas camadas mais quentes abaixo.
Resposta
A ROL é baixa sobre regiões tropicais nubladas porque a maior parte da radiação infravermelha escapa do topo dessas nuvens, onde a temperatura é bem mais fria
K) do que a da superfície (
K), e a Lei de Stefan–Boltzmann (
faz com que o fluxo emitido seja muito menor a temperaturas mais baixas.