Posição orbital da Terra e os efeitos climáticos – última parte

Várias vezes, em nossos artigos sobre o clima, falamos dos erros por causa do que os modelos matemáticos não conseguem “simular” adequadamente as mudanças de temperatura do nosso planeta ao longo das décadas e dos séculos. Um dos erros, na minha opinião, evidente e decisiva  é a constante solar.

A constante solar é o valor do fluxo total de calor do Sol para distância média orbital da Terra do Sol, que é uma unidade astronômica, medida na extremidade superior da atmosfera da Terra.

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Este valor, medido pelos sistemas de satélite hoje, é indicado com um valor padrão igual a 1,365 W / m 2. A variação deste valor, por causa da variabilidade cíclica de a atividade solar, que tem uma variação de cerca de 1% no período o ciclo de onze anos do sol. Uma variação média, de um valor médio, referida a média de todas as frequências que constituem a radiação solar. E esta é, infelizmente, uma tremenda aproximação … que por si só já é suficiente para errar completamente os resultados de “simulações” dos modelos de computador do clima. Mas não é isso que quero falar, porque  estou  concentrando sobre os efeitos do clima, devido à posição orbital da Terra.

O valor da constante solar, no entanto, não é constante em todos os pontos da órbita da terra … mas varia de acordo com a distância entre a terra e o sol.

Constante Solar: A energia radiante recebida do Sol na direção perpendicular, por unidade de área e tempo, fora da atmosfera da Terra quando a Terra está a uma distância média do sol Seu valor médio é de 1,37 kW / m.2, e pode variar de cerca de 0,1%, mesmo de dia para dia, em correspondência com a possível presença de grandes grupos de manchas solares em fotosfera.

 

Constante solar

 

A órbita da Terra, como sabemos, é um pouco excêntrica. Esta alteração significa que o valor da constante solar, que tem um valor padrão lembrança igual a 1,365 W / m2 na verdade varia entre 1320W/m2  com a Terra no afélio, e 1410 W / m 2. Como se vê já existe uma boa diferença … e não estamos, no mínimo, considerando o poder de “filtragem” da atmosfera … que envolve reflexão, absorção e difusão da radiação solar. Todos condicionados pela “qualidade” do ar … ou a partir da mesma composição da atmosfera (e, portanto, também o tipo e a quantidade de gases de efeito estufa), mas também, e especialmente sobre a quantidade de aerossol (poeira e vários lixo, especialmente de origem vulcânica) presente no ar.

Mas de volta à constante solar, a Terra não é um “ponto”, mas um bastante  grande esferóide … e o valor médio de 1,365 W / m2 (calculado sempre na alta atmosfera), refere-se apenas ao ponto da Terra quando o sol está no zênite, ou seja, perpendicular a esse ponto.
Variando a latitude, também se altera o ângulo de incidência da luminosa radiação e deste, novamente, não contando o mínimo de energia “filtrada” da atmosfera, que envolve uma forte redução da radiação Solar num único ponto.

Imaginamos de negligenciar os efeitos atmosféricos, na verdade, são apenas as áreas com o sol no seu zênite que irá recolher a 1.365 W fatídico / m2, enquanto para o outro esse valor será sempre inferior com o aumento da distancia angular do Sol do zênite. 
É o efeito bem conhecido de projeção, descrito por a relação
S A = S 0 cos Z
ou
S A = S 0 sen h
onde SA é o valor do fluxo solar em um ponto na terra (ainda nos lembramos que estamos negligenciando os efeitos da atmosfera) Z depende do ângulo entre o Sol e o zênite, ou, dito de outra forma, da altura  angular H do Sol acima do horizonte (nota-se que as duas quantidades são ligados uns aos outros pela relação Z + H = 90 °).
Basta aplicar a fórmula (e introduzir alguma consideração acessória), tentamos avaliar o quanto é a radiação solar em um lugar de latitude 45 ° no meio dia  do solstício de inverno. Sabemos que no solstício de inverno o Sol atinge o ponto mais baixo de sua culminação e a sua altura máxima acima do horizonte, naquele dia, depende fortemente da latitude. Os manuais de astronomia indicam que a altura (h) é -23,5 ° de latitude, onde o valor numérico, estou certo como os experientes vai ter adivinhado, isso é a inclinação da Terra em sua órbita.
Para a nossa localização, portanto, ao meio-dia no solstício de inverno o Sol tem uma altura de 21,5 ° no horizonte.
Usando este ângulo, e considerando a energia solar constante de  1,410 W / m 2 (valor declarado acima) obtemos
S 45 = 1410 sen (21,5 °) = ~ 516 W / m 2
Enquanto nós estamos, vamos ver o que acontece no mesmo lugar durante o solstício de verão (lembre-se que nesta circunstância a altura máxima acima do horizonte é a latitude 23,5 °).
Desta vez, o cálculo (é de um valor da constante solar de 1320 W / m 2) nos leva a obter: 
S 45 = 1320 sen (68,5 °) = ~ 1228 W / m 2
Dois resultados que imediatamente explicam por que as temperaturas de inverno são mais rigorosas do que as do verão …
dr. Claudio Elidoro

Chegamos a um primeiro resultado concreto. O valor calculado do limite da atmosfera da constante solar, não é constante, mas varia entre … afélio e periélio. Ele varia muito, especialmente se você se mover para longe do equador.

Agora, tente imaginar como elas podem afetar nossas mudanças climáticas nesses constante Solar, entre 12.900 anos … isto é, quando o Equinócios serão trocadas por “lugar” ao longo da órbita da Terra.

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Usando a fórmula acima, devemos considerar que ao afélio a constante solar é 1,320 W / m 2 que, a uma latitude de 45 ° Norte, passa a ser:

S 45 = 1320 sen (21,5 °) = ~ 483 W / m 2

Enquanto no periélio, tendo uma constante solar de  1,410 W / m 2, tem-se:

S 45 = 1410 sen (68,5 °) = ~ 1311 W / m 2

Como podemos ver, então, entre 12.900 anos, a constante solar será menor do que os valores atuais. E justamente no inverno, quando agora (45 ° norte), temos 516 W / m 2 ele terá 483 W / m 2, enquanto que no verão, quando agora temos 1228 W/m2 teremos 1311 W/m2.

Um clima, portanto, substancialmente mais frio no inverno e quente no verão. Ou mais extremo!

Este discurso, combinado com o que é relatado na segunda parte da diferença (climáticas) entre hemisfério norte e hemisfério sul, nos leva à conclusão de que as posições orbitais da Terra têm, sobre o clima, simplesmente efeitos devastadores ao longo prazo.

Concluo esta série de artigos, esperando que eles sejam suficientemente abrangentes sobre o assunto, mesmo que palavras elementares, destacando que estes valores são calculados para uma latitude de 45 ° Norte. Além disso, estes valores referem-se, no entanto, ao limite superior da atmosfera e não toma qualquer conta das variações da atividade  Solar.
Considerando que a energia solar constante média, durante o mínimo de Maunder foi 1,345 W / m 2 e o atual é de 1366 W / m2 e esta diferença correspondeu a uma mudança na temperatura de mais ou menos 1,5º C. (de acordo com os modelos paleoclimáticos) segue-se que uma grande variação da constante solar ao afélio, determina   consequências graves em termos de temperatura.

12.900 anos atrás, no entanto, não foi o início do atual  período quente interglacial. Portanto, para determinar a alternância dos períodos interglaciais entre quentes e frios, não é só o movimento de precessão, com suas conseqüências climáticas, aqui em cima, ditadas pela posição dos solstícios de Verão e Inverno que trocam regularmente de lugar  a cada 12.900 anos mas também e acima de tudo uma questão de atividade solar….

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…atividade solar  e, em seguida constante solar, como resulta dos estudos científicos recentes, apresenta algumas ciclicidade da ordem de 100.000 e 415.000 anos. Ou totalmente (ou quase) em linha com a alternância dos períodos interglaciais (100.000 anos) e com uma “duração” especial dos períodos interglaciais quentes, a cada 415.000 anos,  tornar-se muito tempo!

Mas vamos falar sobre isso no futuro, com outros artigos mais específicos!

5 Comments

  1. Leandro Leite
    Posted 4 dezembro 2015 at 5:55 PM | Permalink

    Mudando um pouco de assunto,existe uma corrente aquecimentista dizendo que o calor produzido pelo AGW estava indo pro fundos dos oceanos ao invés de aquecer a atmosfera e agora está sendo liberado pelo El Niño e através da PDO positiva, e que a PDO ficaria positiva nos próximos anos e a AMO negativa,mas parece que para os próximos meses o Atlântico Norte vai esquentar e o Pacífico Nordeste esfriar, isso junto com o El Niño pode fazer o leste dos EUA ter um inverno mais quente, diferente dos dois anteriores, o que está previsto pra os próximos meses parece ser o cumprimento de uma matéria publicada há 6 meses sobre a interação sol-oceanos, que a DOP ou PDO ficaria negativa e a AMO positiva, agora resta esperar se teremos uma La Niña em 2016, o NOAA tá até prevendo para o começo de 2017, o que pode completar o que foi previsto na matéria de maio sobre sol e oceanos, o atual Super El Niño seria consequência do pico do Ciclo Solar 24 ocorrido no começo de 2014 e agora já há uma grande bolha de água fria submersa a oeste do Pacífico e parece que está indo para o leste. Eis uma pergunta? A fase negativa da MEI e PDO vai continuar nos próximos anos? A queda na atividade solar vai favorecer mais La Niñas? Por que nos anos 50/60 havia mais La Niñas se a atividade solar estava elevada? E onde está o máximo solar responsável pelo Super El Niño de 1997/98?

  2. marcio pinto
    Posted 4 dezembro 2015 at 11:39 PM | Permalink

    Por falar em dados da noaa,
    Achei uma comparação de dados, desse inverno com o do inverno passado muito interessante, veja só:
    compare a cobertura de gelo e neve em 01 de dezembro de 2014 no mapa

    Com a de 2015.

    acho que isso pode dar um indicio de como será o inverno atual no hemisferio norte.

  3. Antonio Gomes
    Posted 19 dezembro 2015 at 11:42 AM | Permalink

    Bem esse ano de 2015, parece que o efeito do El Niño, pode afetar um pouco o inverno no Hemisfério Norte. Deve também já ser efeito dos aviões aspergindo aquele fumacê nos céus do mundo , acabando com as nuvens e gerando seca. Vejam essa matéria “Forte como nunca”, El Niño pode causar caos global em 2016

  4. LUCIANO
    Posted 22 dezembro 2015 at 6:40 PM | Permalink

    SAND, SÓ ME EXPLICA UMA COISA: HOJE O AFÉLIO É APROXIMADAMENTE NO DIA 04 DE JULHO. DAQUI A 100 ANOS, QUE DIA SERÁ O AFÉLIO? ESTARÁ MAIS PERTO DO MÊS DE AGOSTO OU O MÊS DE JUNHO?
    OBRIGADO!


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