
Absorção e reflexão de radiação
Conceito 
A radiação pode ser absorvida e refletida nas interfaces entre dois meios (neste caso, ar e nuvens/solo):
ID:(3067, 0)

Albedos da superfície terrestre por tipo
Descrição 
Os albedos de acordo com o tipo de superfície são:
Tipo de Superfície | Albedo |
Floresta perene de folhas aciculares | 0.12 |
Floresta perene de folhas largas | 0.12 |
Floresta caducifólia de folhas aciculares | 0.14 |
Floresta caducifólia de folhas largas | 0.16 |
Floresta mista | 0.13 |
Arbustal fechado | 0.22 |
Arbustal aberto | 0.22 |
Savanas arborizadas | 0.20 |
Savanas | 0.20 |
Pastagens | 0.19 |
Áreas úmidas permanentes | 0.12 |
Terras agrícolas | 0.19 |
Áreas urbanas e construídas | 0.18 |
Mosaico de terras agrícolas/vegetação natural | 0.18 |
Neve e gelo | 0.55 |
Áreas estéreis ou escassamente vegetadas | 0.25 |
Corpos d'água | 0.08 |
A classificação está definida em (MODIS Land Cover and Land-Cover Change)
ID:(10830, 0)

Interação da luz com um meio
Conceito 
Em geral, a luz pode interagir com o meio pelo qual se propaga.
Para modelar essa interação, pode-se introduzir uma probabilidade de que essa interação ocorra.
Nesse sentido, haverá uma fração da luz que interage e o complemento que continua se propagando sem interagir.
ID:(9985, 0)

Albedos da superfície terrestre
Imagem 
O albedo de um corpo indica a fração da radiação que é refletida. Embora isso dependa da frequência da luz, a variação pode ser considerada menor dentro de um tipo de radiação. Neste caso, estamos interessados principalmente em como a luz visível é refletida. No caso da Terra, isso é:
O Observatório da Terra da NASA permite estudar a distribuição mensal e até diária do albedo da superfície em seu site:
NASA Earth Observatory - Albedo
As diferentes áreas podem ser identificadas usando a classificação na página:
NASA Earth Observatory - Land Cover
para estabelecer o albedo médio típico por tipo de área (o albedo pode variar ao longo do ano).
ID:(3068, 0)

Espessura óptica e relação de albedo atmosférico
Imagem 
Um dos parâmetros que não é medido diretamente pelos satélites é o albedo atmosférico. No entanto, ele se relaciona com a radiação de maneira semelhante à espessura óptica da atmosfera, como indicado no gráfico a seguir:
Portanto, pode-se inferir um comportamento do albedo a_a do tipo:
a_a \sim 1 - e^{-\delta/\delta_0}
onde \delta é a espessura óptica e \delta_0 é uma espessura característica de aproximadamente 55 [-].
ID:(9922, 0)

Estimativa da espessura óptica da atmosfera em função do tempo (D0+1)
Php 
Para estimar o albedo, podemos considerar a espessura óptica da atmosfera, que tende a ser maior na segunda metade do ano e tem mostrado uma leve tendência de queda nos últimos anos:
A marcada sazonalidade pode ser devido à cobertura de neve no inverno do hemisfério norte, o que aumenta significativamente o albedo.
ID:(9326, 0)

Estimativa da espessura óptica atmosférica em função da latitude (D1+0)
Php 
Se a espessura óptica for média por latitude, a curva resultante é a seguinte:
Altas espessuras ópticas são notáveis nos extremos, correspondendo à alta reflexão devido ao gelo na Antártica e no Ártico, sendo esta última menor devido ao derretimento no verão. O menor valor médio no hemisfério sul é devido à maior área de superfície dos oceanos em comparação com o hemisfério norte. A queda a zero no hemisfério sul corresponde a uma falta de medições, já que esta região é principalmente oceânica e tem apenas um período de verão com luz solar.
ID:(9327, 0)

Cobertura visível (nuvens)
Descrição 
Em média, as nuvens cobrem mais de 40% da superfície da Terra:
Por serem visíveis, as nuvens refletem a luz, resultando em radiação visível e estão associadas ao albedo atmosférico.
ID:(3071, 0)

Modelo de radiação visível
Descrição 
De la intensidade média da terra (I_p), uma fração igual a la cobertura atmosférica para radiação VIS (\gamma_v),
\gamma_v I_p
interage com a atmosfera, enquanto o restante,
(1-\gamma_v) I_p
alcança a superfície terrestre. La cobertura atmosférica para radiação VIS (\gamma_v) representa a proporção da superfície que está coberta por nuvens.
No caso da atmosfera, o albedo da atmosfera terrestre (a_a) determina a absorção e a reflexão. Da fração que interage com a atmosfera, uma parte,
a_a \gamma_v I_p
é refletida, enquanto,
(1-a_a) \gamma_v I_p
é absorvida.
No caso do planeta, o albedo da superfície do planeta (a_e) determina a absorção e a reflexão. Da fração que alcança o planeta, uma parte,
a_e (1-\gamma_v) I_p
é refletida, enquanto,
(1-a_e) (1-\gamma_v) I_p
é absorvida.
ID:(3072, 0)

Intensidade VIS que interage com a atmosfera
Equação 
Da radiação solar incidente la intensidade média da terra (I_p), uma fração la cobertura atmosférica para radiação VIS (\gamma_v) interage com a nuvem que absorve uma intensidade VIS que interage com a atmosfera (I_{sav}), calculada da seguinte maneira:
I_{sav} = \gamma I_s |
Considerando os valores do modelo D1+0, a radiação solar é aproximadamente:
I_s \sim 342 W/m^2
e um total de:
I_{sav} \sim 157 W/m^2
interage com a atmosfera, o que significa que a cobertura visível é aproximadamente:
\gamma_v \sim 0.46
.
ID:(4670, 0)

Fração de intensidade VIS refletida pela atmosfera
Equação 
($$) é calculado usando o albedo da atmosfera terrestre (a_a) e la intensidade VIS que interage com a atmosfera (I_{sav}) através de:
I_r = a_a I_s |
Refletindo em um modelo D1+0,
I_{asv} \sim 79 W/m^2
de um total de
\gamma_v I_s \sim 157 W/m^2
que interage com a atmosfera, conclui-se que o albedo da atmosfera deve ser aproximadamente
a_a \sim 0.503
.
ID:(4672, 0)

Fração da intensidade VIS absorvida na atmosfera
Equação 
La intensidade VIS que interage com a atmosfera (I_{sa}) é calculado usando o albedo da atmosfera terrestre (a_a) e la intensidade VIS que interage com a atmosfera (I_{sav}) através de:
I_{sa} = (1- a_a ) I_s |
Em um modelo D1+0, isso corresponde a:
I_{sa} \sim 78 W/m^2
o que equivale a 22,8% da radiação incidente.
ID:(4671, 0)

Intensidade do VIS atingindo a superfície do planeta
Equação 
De la intensidade média da terra (I_p), apenas uma fração chega à superfície da Terra. O fator determinante é La cobertura atmosférica para radiação VIS (\gamma_v), portanto la intensidade VIS atingindo a superfície da Terra (I_{sev}) é expresso como:
I_{sev} =(1- \gamma ) I_s |
Com uma intensidade solar de
I_s \sim 342 W/m^2
e uma cobertura atmosférica de
\gamma_v \sim 0.459
a radiação que atinge a superfície da Terra é:
I_{sev} \sim 185 W/m^2
Isso corresponde a 54,1% da radiação solar. Essa radiação, que leva em conta a perda de intensidade devido à cobertura atmosférica, é conhecida como insolação solar.
ID:(4673, 0)

Fração de intensidade VIS refletida pelo solo
Equação 
Em um modelo D1+0, a radiação que atinge a superfície da Terra é estimada em:
I_{sev} \sim 184 W/m^2
Dessa quantidade, uma fração aproximada de:
I_{esv} \sim 23 W/m^2
é refletida de volta ao espaço. Portanto, pode-se concluir que o albedo da superfície terrestre deve ser de aproximadamente:
a_e \sim 0.125
Este valor é influenciado pelo baixo albedo dos oceanos (0.06), que cobrem aproximadamente 72% do planeta.
ID:(4674, 0)

Fração de intensidade VIS absorvida pela terra
Equação 
De la intensidade VIS atingindo a superfície da Terra (I_{sev}), uma fração proporcional a o albedo da superfície do planeta (a_e) é refletida, enquanto o restante é absorvido pela Terra. Portanto, la intensidade VIS absorvida pelo solo (I_{ev}) é calculado como:
I_{ev} = (1- a_e ) I_s |
Com um albedo de
a_e \sim 0.125
e uma radiação solar incidente de
I_{sev} \sim 184 W/m^2
obtém-se que:
I_{ev} \sim 161 W/m^2
é a quantidade de radiação solar absorvida pela Terra. Isso corresponde a 87,5% da radiação solar incidente.
ID:(4675, 0)

Modelo
Top 

Parâmetros

Variáveis

Cálculos




Cálculos
Cálculos







Equações
I_{ev} = (1- a_e ) I_{sev}
I_a = (1- a )* I_s
I_{sa} = (1- a_a ) I_{sav}
I_a = (1- a )* I_s
I_{asv} = a_a I_{sav}
I_asv = a_a * I_sav
I_{esv} = a_e I_{sev}
I_esv = a_e * I_sev
I_{ev} =( 1 - a_e ) I_{sev}
I_ev =( 1 - a_e ) * I_sev
I_{sav} = \gamma_v I_p
I_i = g * I_s
I_{asv} = a_a I_{sav}
I_r = a * I_s
I_{esv} = a_e I_{sev}
I_r = a * I_s
I_{sa} =( 1 - a_a ) I_{sav}
I_sa =( 1 - a_a ) * I_sav
I_{sav} = \gamma_v I_s
I_sav = g_v * I_s
I_{sev} =( 1 - \gamma_v ) I_s
I_sev =( 1 - g_v ) * I_s
I_{sev} =(1- \gamma_v ) I_p
I_t =(1- g )* I_s
ID:(15676, 0)

Intensidade que não interage
Equação 
La intensidade irradiada (I_t) é igual a ($$) reduzido por ($$), de modo que é:
![]() |
![]() |
ID:(10324, 0)

Intensidade que interage
Equação 
La intensidade irradiada (I_i) é a fração definida por ($$) de ($$), calculada da seguinte maneira:
![]() |
![]() |
ID:(9986, 0)

Intensidade absorvida (1)
Equação 
La intensidade absorvida (I_a) é o complemento da fração refletida, calculada usando o albedo (a) e ($$) da seguinte forma:
![]() |
![]() |
ID:(10325, 1)

Intensidade absorvida (2)
Equação 
La intensidade absorvida (I_a) é o complemento da fração refletida, calculada usando o albedo (a) e ($$) da seguinte forma:
![]() |
![]() |
ID:(10325, 2)

Intensidade refletida (1)
Equação 
($$) corresponde à fração definida por o albedo (a) de ($$):
![]() |
![]() |
ID:(9987, 1)

Intensidade refletida (2)
Equação 
($$) corresponde à fração definida por o albedo (a) de ($$):
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![]() |
ID:(9987, 2)