4-radiação solar e triângulo astronomico
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MECANISMO
DA COINCIDÊNCIA DO
MOVIMENTO DAS
CONSTELAÇÕES COM O
CLIMA
INSOLAÇÕES
z z
Diferentes Insolações determinam diferentescondições atmosféricas
Diferentes Insolações
Lugares Diferentes
Diferentes Insolaçõs
MesmoLugar
Estações Diferentes
GiroscópioConservação de Momento
Angular O eixo de
rotação mantém sempre a
mesma direção
Inclinação do Eixo de Rotação da Terra
Inclinação do Eixo de Rotação da Terra
http://www.ibge.gov.br/
ConstelaçãoPosições Atuais (reais) Astrologia
Data Ângulo Data ÂnguloÁries 19/04 a 13/05 25,6 º 21/03 a 20/04 30ºTouro 14/05 a 19/06 33,5 º 21/04 a 20/05 30ºGêmeos 20/06 a 20/07 31,6 º 21/05 a 20/06 30ºCâncer 21/07 a 09/08 18,7 º 21/06 a 21/07 30ºLeão 10/08 a 15/09 36,5 º 22/07 a 22/08 30ºVirgem 16/09 a 30/10 44,4 º 23/08 a 22/09 30ºLibra 31/10 a 22/11 22,7 º 23/09 a 22/10 30ºEscorpião 23/11 a 29/11 6,9 º 23/10 a 21/11 30ºSerpentário 30/11 a 17/12 18,7 º ----- ----Sagitário 18/12 a 18/01 30,6 º 22/11 a 21/12 30ºCapricórnio 19/01 a 15/02 27,6 º 22/12 a 20/01 30ºAquário 16/02 a 11/03 25,6 º 21/01 a 19/02 30ºPeixes 12/03 a 18/04 37,5 º 20/02 a 20/03 30º
Movimento Diário
Latitude:distância angular do local ao equador
Longitude: distância angular do local ao meridiano de Greenwich
Sistema de Coordenadas Geográficas
Globo Gir
Sistema de Coordenadas Celeste Horizontal
Azimute (A): arco medido no sentido horário desde a direção norte.
Altura (h): arco medido do horizonte até o astro.
Z=90-h
Sistema de Coordenadas Celeste Equatorial
Ascensão Reta (α): arco medido no equador celeste entre o ponto vernal e o astro.
Declinação (δ): arco do meridiano compreendido entre o equador celeste e o astro.
zenite
horizonte
z
Cálculo do Ângulo Zenital
Z = ângulo zenital
PCN
PCS
Cálculo do Ângulo Zenital 90-d
90-j j
dZ = ângulo zenital
d = declinação
j = latitude
H
H = ângulo horário
= triângulo astronômico
PCN
PCS
90-d
90-j j
d H
90-d
90-j j
d H
Cálculo do Ângulo Zenital
Z = ângulo zenital
d = declinação
j = latitude
H = ângulo horário
= triângulo astronômico
90-j90-d
j
d
H
z
Cálculo do Ângulo Zenital
Z = ângulo zenital
d = declinação
j = latitude
H = ângulo horário
= triângulo astronômico
cos d
sen d
cos j
sen j
dd en ˆos ˆ szcxa
a b
jj en ˆos ˆˆ szcfb
HsyHcxf en ˆos ˆˆ
jjj
sen z cosen ˆ cosos ˆˆ
HsyHcxb
Cálculo do Ângulo Zenital
Z = ângulo zenital
d = declinação
j = latitude
H = ângulo horário
= triângulo astronômico
dd en ˆos ˆ szcxa
jjj
sen z cosen ˆ cosos ˆ
HsyHcxb
jdjd
sen sen os cos cos cos Hcz
zczcbaba os os
zyx babababa zyx
jdjd
sen senos cos cos
cos
Hc
z
Fluxo de Energia
Z = ângulo zenital
d = declinação
j = latitude
H = ângulo horário
jdjd
sen senos cos cos
cos
Hc
z
ÁreaPotênciaI
I0= 1393 W/m2
zII cos0
Radiância
Constante Solar
jdjd sen senos cos cos II 0 HcR
z90-d
90-j j
d H
R
= Distância Média Terra-Sol
R
PCN
PCS
No Periélio, a distância Terra-
Sol (D) é da ordem de
1,47*108 km (03/01)
No Afélio a distância
Terra-Sol (D) é da ordem de 1,52*108 km (04/07)
A distância média Terra-Sol é denominada
UNIDADE ASTRONÔMICA (UA)=
1,496*108 km
Rmin
Rmáx
R
e=0,02
Excentricidade da órbita
22
min
max 1 eRR
-
9996,02
min
max
RR
Fluxo de Energia
S
Referente à Distância entre os
focos da elipse
)()( SESE
S
S I S IR
ÁreaPotência
I2R 4S R
2R 4S
22R R I R I 22R R I R I
RI
I 2R
Fluxo de Energia
Z = ângulo zenital
d = declinação
j = latitude
H = ângulo horário
I0= 1393 W/m2
Radiância
Constante Solar
jdjd sen senos cos cos II 0 HcR
RI
I 2R
z90-d
90-j j
d H
jdjd sen senos cos cos RII 2
0 Hc
Radiação solar instantânea, em uma superfície horizontal, considerando ausente a atmosfera
PCN
Geometria da Insolação sem atmosfera
Radiação Solar
Luminosidade SolarL=3.86 x 1026 W
Constante Solar
RDistânciaTerra – Sol (UA) R ≈ 150 x 106 km
𝐒=𝟒𝛑𝐑𝟐
𝑰𝟎=𝑳/𝑺𝑰𝟎≈𝟏 ,𝟑𝟕𝒌𝑾 .𝒎−𝟐
1m2
𝐒=𝟐 .𝟖𝟑𝐱 𝟏𝟎𝟐𝟑𝒎𝟐
Quanto chega à Terra?
I0= 1393 W/m2 = 2 cal/(min.cm2)
INSOLAÇÕES
Radiância
Intensidade
TempoÁreaEnergia
ÁreaPotência
0º Equinócio
23º27’
-23º27’
23 setembro21 março
Solstício
Solstício
10 agosto15,8º
21 ju
lho
21 d
ezem
bro
DECLINAÇÃO SOLAR
Influência da Latitude
Nos Pólos, durante o verão, o sol nunca se põe no horizonte (N=24h)
No Equador, o Sol ora fica ao sul do observador e ora ao norte. Além disso, o Sol passa a pino duas vezes por ano nessa região (Equinócios)
Na latitude de 23o27´ Sul, o Sol passa a pino na região somente uma vez por ano (Solstício de verão). Nas demais épocas do ano o obs. vê sempre o sol ao norte
Nenhum obs. além dos Trópicos verá o sol a pino ao longo do ano, pois a posição máxima relativa que o Sol atinge são as latitudes de 23o27´ Norte e Sul
Ω = 360/365 (NDY−81 + (h-12)/24)
Equação do tempo
Significado das efemérides astronômicas: (do Latim)
Equinócio:aequus (igual)
nox (noite)
Solstício: sol (Sol)
sistere (que não se move)
Radiação solar diária, em uma superfície horizontal, considerando ausente a atmosfera
jd
jd
sen sen
os cos cos RII 2
0
Hc
Instantânea
Diária
dt
Hcp
n
t
t
sen sen
os cos cos RIQ 2
0
jd
jd
tn= nascer do Sol
tp= pôr do Sol
H
tp
tm
tntp-tm= tm-tn
p
m
p
m
t
t
t
t
dttHc sen send oscos cosR2IQ 2
0 jdjdtn= nascer do Soltp= pôr do Soltm= meridiana
horas 24 radianos 2 min 360 h 6 2/
dH720dt /2
360dHdt
dt dH
dH
p
m
p
m
H
H
H
H
d
HHc
H720 sen ens
d720 oscos cosR2IQ 2
0
jd
jd
Hn= nascer do SolHp= pôr do SolHm= meridiana
PCN
Movimento Diário
Radiação solar diária, em uma superfície horizontal, considerando ausente a atmosfera
p
m
p
m
H
H
H
H
dHHc H720 sen ensd720 oscos cosR2I
Q 20
0 jd
jd
mpmp HHHsenHsen -- sen sen cos cosR
1440IQ 2
00 jdjd
Integrando
Como Hm=0 e Lembrando que I0 =2 cal/(cm2.min2)
jdjd sen sen cos cos R916,7Q 20 pp HHsen
Obtemos Q0 em (cal/cm2)/dia
Exemplo Simples: N=2 (90/15)=12 horas
SolstícioDURAÇÃO MÁXIMA DO DIA
0sen senos cos cos cos jdjd HczNascer e Por do Sol
jdjdjd tg tg
cos cossen sen os --Hc
jd tg tgarccos -H
wTerra=360º/24
wTerra=15º/hora
N = Duração máxima do dia (em horas)152HN
Em graus
Dia 03/03 Latitude= 22º42’
horas
tgtgN
38,12
)]º85,6( )º7,22(arccos[152
---
d =-6,85º j = 22,7º
FOTOPERÍODO x LATITUDE
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
J AN MAR MAI J UL SET NOV
Meses
Foto
perí
odo
(hor
as) Lat 10 S Lat 20 S
Lat 30 S Lat 40SEquador
Ponto Vernal
http://www.ibge.gov.br/
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