A ATMOSFERA E A RADIAÇÃO SOLAR

A radiação solar

Doc. 1

O Sol, fonte de vida A energia solar constitui a verdadeira causa de todos os processos físicos e químicos que ocorrem na Terra, responsáveis pelas condições meteorológicas, pelas circulações oceânicas, pela modelação da crosta terrestre e por todos os fenómenos biológicos. Todos os componentes do sistema climático, designadamente a atmosfera, a hidrosfera, a litosfera e a biosfera, devem a sua origem e as suas características à radiação solar. Por isso, podemos dizer que a radiação solar é o factor essencial do ambiente. Adaptado de J. Pinto Peixoto, A Radiação Solar e o Ambiente, 1981.

Noções: Constante solar é a quantidade de energia solar recebida no limite superior da atmosfera pela superfície de 1 cm2, na perpendicular com os raios solares, durante um minuto. Exprime-se em calorias (cal) e o seu valor médio é de cerca de 2 cal/cm2/mn. Radiação solar é a quantidade de energia, sob a forma de luz e calor, recebida por unidade de uma superfície horizontal. Comprimento de onda é a distância entre duas cristas consecutivas (distância percorrida por uma vibração). Exprime-se em metros, milímetros, microns (µm) ou angstroms (A). Nota: o comprimento de onda é inversamente proporcional à temperatura, isto é, quanto mais elevada for a temperatura de um corpo menor é o seu comprimento de onda. Mícron ou micrometro (µm) - Um micrometro, micrómetro ou mícron, cujo símbolo é µm é uma unidade de comprimento. Está definido como um milionésimo de metro (ou 1 × 10-6 m). Equivale à milésima parte do milímetro. O micrómetro é uma unidade de medida comum, por exemplo, para descrever os comprimentos de onda da radiação infravermelha e na construção civil, nomeadamente na definição de espessuras de diversos materiais (pinturas, metalizações, etc.).

O Sol irradia para o espaço, em todas as direcções, quantidades de energia elevadíssimas – radiação solar –, mas só uma pequena parte atinge a superfície da Terra. A quantidade de energia solar recebida à superfície da Terra varia de lugar para lugar, havendo, então, uma variação e uma distribuição desigual desta energia à superfície da atmosfera e no globo.

A energia solar é responsável por todos os processos físicos e químicos e pelos fenómenos biológicos e meteorológicos que se fazem sentir à superfície da Terra. Assim, deve-se à energia solar:

• o ciclo da água ou ciclo hidrológico;
• a desigual repartição da temperatura;
• a diversidade de climas, desde os climas frios das regiões polares, passando pelos temperados das latitudes médias, aos quentes e húmidos das regiões equatoriais.

A radiação solar é um fenómeno de natureza electromagnética, propagando-se segundo um movimento ondulatório.
A velocidade da radiação solar é de 300 000 km/s, levando cerca de oito minutos a chegar à Terra. Esta é constituída por radiações simples, referenciadas pelo seu comprimento de onda ou pela sua frequência.

doc. 2 - RELAÇÃO ENTRO O COMPRIMENTO DE ONDA E A FREQUÊNCIA

Devido à sua elevada temperatura (ronda os 6000 °C na sua superfície), o Sol emite radiações de pequeno comprimento de onda, isto é, de elevada frequência.
Ao conjunto das radiações solares simples dá-se o nome de espectro electromagnético ou espectro solar.

doc. 3 - ESPECTRO SOLAR

O espectro solar é constituído por radiações visíveis (luminosas) e outras invisíveis.

• radiações visíveis: que correspondem às sete cores do arco-íris (com um comprimento de onda entre os 0,4 µm e 0,78 µm), designando-se vulgarmente por janela óptica.
• radiações invisíveis: com um comprimento de onda inferior a 0,4 µm (para a esquerda das radiações visíveis) surgem as bandas do ultravioleta, dos raios X, dos raios Y (gama) e dos raios cósmicos. Com um comprimento de onda superior a 0,78 µm (para a direita das radiações visíveis) surgem as bandas do infravermelho, das ondas rádio ou ondas hertzianas.

A atmosfera e a radiação solar
Apenas 47% do total da radiação solar que chega ao limite superior da atmosfera consegue atingir a superfície do globo. O restante é absorvido, difundido ou reflectido através das nuvens e da superfície da Terra.
A atmosfera funciona, então, como um filtro protector da Terra, sem o qual a vida seria impossível.
O limite inferior da atmosfera corresponde ao nível médio das águas do mar – superfície da Terra –, e o seu limite superior, apesar de difícil de determinar, oscila entre os 800 km e os 1000 km de altitude.
A atmosfera
A atmosfera pode ser dividida em várias camadas, cada qual com as suas características mas também com diferentes funções.
A atmosfera é fundamental para a vida na Terra, no entanto, enfrenta muitos perigos causados, muitas vezes, pela actividade humana.
Defender a atmosfera através da diminuição da emissão de gases poluentes e da introdução de tecnologias limpas, é essencial para a preservação da vida na Terra.
Estrutura da atmosfera :

→ Exosfera De 600 a 1000 km. Camada mais externa da atmosfera. Liga a atmosfera ao espaço interplanetário. → Termosfera ou Ionosfera De 80 a 600 km. Nesta camada dá-se um grande aumento da temperatura (até 200ºC). Constituída por gases muito rarefeitos. → Mesosfera De 50 a 80 km. Caracteriza-se por atingir temperaturas muito baixas (- 80ºC). As temperaturas descem muitos porque esta camada não absorve energia solar. → Estratosfera De 12 a 50 km. Nesta camada a temperatura mantém-se mais ou menos constante até aos 25 km, subido na parte superior, devido à presença do Ozono que absorve grande parte da radiação Ultra Violeta, protegendo assim, a Terra dos efeitos negativos desta radiação. → Troposfera Do nível do mar até 6 a 16 km (6 a 8 km nos pólos e 12 a 14 no equador). É nesta camada que se processam todos os fenómenos meteorológicos. Na troposfera a temperatura diminui com a altitude (decresce 6,5ºC por cada 1000 metros) – gradiente térmico vertical.

doc. 4 - ESTRUTURA DA ATMOSFERA

As funções a atmosfera:
A atmosfera é vital para a vida na Terra, neste sentido, as suas funções correspondem às várias formas como esta contribui para a continuação da vida.
Assim sendo, a atmosfera:
→ Filtra e absorve radiações nocivas(camada de ozono).
→ Protege (meteoritos).
→ Controla a temperatura (efeito de estufa).
→ Fonte de vida (oxigénio).
A composição da atmosfera:
A atmosfera é constituída por ar atmosférico. Este é essencialmente constituído por uma mistura de gases, que contêm em suspensão minúsculas partículas sólidas de poeira, de fumo e de partículas líquidas (a água encontra-se na atmosfera nos 3 estados: gasoso, líquido e sólido).
Em relação ao volume de ar, os constituintes da atmosfera mais importantes são o azoto (78,08%), o oxigénio (20,95%) e o árgon (0,93%). No seu conjunto, representam cerca de 99,96% do volume da homosfera
Nesta encontram-se também os gases raros (néon, hélio, crípton, hidrogénio, xénon, radão, metano e óxido de nitroso), que, no total, ocupam menos de 0,01% do volume da homosfera.
Estes constituintes designam-se por gases de concentração permanente, por se encontrarem em proporções que se mantêm relativamente constantes. No entanto, na atmosfera encontram-se gases cujas proporções variam, mais ou menos acentuadamente, no tempo e no espaço (gases de concentração variável). Os mais importantes são o vapor de água, o dióxido de carbono e o ozono, tendo estes um papel relevante, do ponto de vista meteorológico.
Os gases de concentração variável:
Vapor de água: o vapor de água está sempre presente na atmosfera, variando, no entanto, de lugar para lugar. Por exemplo, é muito elevado nas regiões costeiras tropicais, quentes e húmidas, mas muito raro nas regiões polares e nos desertos quentes.
m vapor de água é proveniente da evaporação das águas dos mares, dos lagos, dos oceanos, dos rios, dos solos húmidos, etc., e ainda da respiração e da transpiração dos seres vivos.
A sua concentração ocorre na baixa atmosfera, nomeadamente abaixo dos 6 km de altitude. Cerca de 75% acumula-se nos primeiros 4 km, sendo quase inexistente para além dos 10 km de altitude. Assim, a concentração de vapor de água na atmosfera decresce em altitude.
Este constituinte é responsável pelo desencadeamento de fenómenos físicos, afectando outros elementos de clima ou meteorológicos, nomeadamente a temperatura, a pressão atmosférica e a precipitação. É, então, responsável pela pluviosidade que ocorre à superfície da Terra e pela regularização térmica, uma vez que absorve radiações infravermelhas.
Dióxido de carbono: o dióxido de carbono surge na atmosfera a partir da respiração dos seres vivos, da actividade vulcânica, da decomposição e da combustão de substâncias que contêm carbono. Tal como o vapor de água, o dióxido de carbono decresce em altitude (cerca de 75% concentram-se até 10 km de altitude) e é um absorvente das radiações infravermelhas, sendo, por isso, um regularizador da temperatura. Se todo o dióxido de carbono atmosférico desaparecesse, a temperatura média da Terra baixaria cerca de 20 °C, enquanto que se aumentasse para o dobro, a temperatura sofreria um acréscimo de 8 °C.
Partículas sólidas: as poeiras, fumos, sais minerais e microrganismos presentes na atmosfera são muito importantes do ponto de vista meteorológico, pois é em torno delas que se dá a condensação do vapor de água (núcleos de condensação).
Ozono: da família do oxigénio, o ozono resulta da dissociação das moléculas de oxigénio, a partir de determinadas radiações do Sol. Os átomos resultantes recombinam-se com o oxigénio molecular, produzindo, então, o ozono.
O ozono existe até aos 90 km de altitude. No entanto, este gás concentra-se, sensivelmente, entre os 20 e os 50 km de altitude e, por isso, esta camada é designada por camada de ozono (zona da atmosfera onde a concentração de ozono é maior). Este aumenta, então, em altitude, ao contrário do dióxido de carbono e do vapor de água.
A maior parte do ozono forma-se a partir de processos como a absorção de radiação ultravioleta. No entanto, também se forma junto à superfície da Terra, através de descargas eléctricas.
A importância do ozono para a vida no planeta
Apesar da sua reduzida quantidade, o ozono tem um papel fulcral no equilíbrio térmico da Terra e na circulação de ar nas altas camadas da atmosfera. Acresce ainda que ao absorver grande parte das radiações ultravioletas, impede que estas cheguem à superfície da Terra em quantidades elevadas e fatais para a vida no planeta. Assim, sem o ozono, as elevadas quantidades de radiações ultravioletas provocariam queimaduras, que levariam à destruição de todas as células, o que impossibilitaria a existência das formas de vida actualmente conhecidas no globo. Além disso, as radiações ultravioletas de determinado comprimento de onda alteram a estrutura do DNA. Da alteração do DNA podem resultar múltiplas anomalias nos seres vivos, como o cancro, a esterilidade, a atrofia, etc.
Saliente-se, por outro lado, que se a quantidade de ozono fosse muito maior do que a existente, absorveria uma maior quantidade de radiações ultravioletas, o que redundaria numa quantidade de radiação insuficiente para a produção, pelos animais, da vitamina D, o que impediria o normal desenvolvimento dos ossos.
A atmosfera: filtro da radiação solar

No entanto, a distância a que a Terra se encontra do Sol é tão grande que apenas uma ínfima parte de radiação solar atinge o limite exterior da atmosfera. 1400 Watts é, aproximadamente, o valor da constante solar — quantidade de energia que recebe, por segundo, cada metro quadrado de superfície da camada superior da atmosfera, exposto perpendicularmente à radiação solar. Quase metade dessa energia perde-se até chegar à superfície da Terra. Os processos atmosféricos que explicam essa perda da radiação solar são a absorção, a reflexão e a difusão (doc. 5). Na absorção intervém o ozono que, na estratosfera, absorve grande parte da radiação ultravioleta. O vapor de água, o dióxido de carbono, as poeiras e as nuvens são, também, responsáveis pela absorção de uma parte da radiação solar. Uma boa parte da radiação solar perde-se por reflexão no topo das nuvens e na superfície terrestre, em particular nas regiões cobertas de gelo. No processo de difusão intervêm os gases e partículas constituintes da atmosfera, dispersando a radiação solar. Embora esta se disperse no espaço exterior, uma parte acaba por atingir, indirectamente, a superfície terrestre — radiação difusa. A radiação global — radiação total que atinge a superfície da Terra — é, assim, constituída pela radiação directa — energia recebida na Terra, directamente do Sol — e pela radiação difusa, medindo-se, habitualmente, em Langley (1 ly=lcal/cm2).

doc. 5 - BALANÇO ENERGÉTICO DA TERRA

doc. 6 - ALBEDO DE UMA SUPERFÍCIE A radiação solar, ao incidir sobre qualquer corpo, vai, em maior ou menor quantidade, sofrer uma mudança de direcção, sendo reenviada para o espaço por reflexão. A fracção de energia reflectida por uma superfície em relação ao total de energia nela incidente (expresso em percentagem) designa-se por albedo. As superfícies de cor clara, como a neve, têm uma albedo elevada, reflectindo quase a totalidade da energia solar nelas incidente, logo não aquecem muito. As superfícies de cor escura têm uma albedo muito fraca, o que se traduz numa grande absorção de radiação solar e num consequente aquecimento. As superfícies lisas têm também rugosas. Deste modo, as florestas têm uma albedo fraca, na medida em que são corpos relativamente escuros e de superfície desigual. Por outro lado, quanto maior a inclinação dos raios solares maior é a albedo.

A radiação terrestre
Uma das maiores contribuições da radiação solar é o aquecimento do nosso planeta, sem o qual a temperatura média na Terra seria de aproximadamente -238 °C e a água apenas existiria no estado sólido.
Ao ser absorvida pela Terra, a radiação solar converte-se em energia calorífica, aquecendo a superfície terrestre. Esta, por sua vez, emite a mesma quantidade de energia que recebe, encontrando-se, por isso, em equilíbrio térmico.
NOTA: Ter em atenção que o efeito de estufa é um fenómeno natural e necessário ao equilíbrio térmico da Terra. O problema que se põe, desde há décadas, prende-se com o aumento de intensidade deste fenómeno provocado pela acção humana (poluição).
A radiação terrestre – radiação emitida pela Terra – processa-se em grande comprimento de onda (radiação infravermelha), ao contrário da radiação solar que é, essencialmente, de curto comprimento de onda. Este facto é importante porque alguns gases atmosféricos, como o vapor de água e o dióxido de carbono, apesar de reflectirem a radiação solar, de curto comprimento de onda, absorvem uma boa parte da radiação terrestre, de grande comprimento de onda (doc. 7).

doc. 7 - EFEITO DE ESTUFA

doc. 8 - CONSEQUÊNCIAS DO AUMENTO DO EFEITO DE ESTUFA

O vapor de água e o dióxido de carbono têm, por isso, um papel muito importante no aquecimento das camadas mais baixas da atmosfera, devolvendo à Terra uma parte da energia que esta reflecte e permitindo, deste modo, que esta mantenha uma temperatura média de 15 °C,sensivelmente constante.
Este fenómeno, efeito de estufa, explica o facto de as temperaturas nocturnas não baixarem tanto quanto seria de esperar, já que, durante a noite, a Terra não recebe energia do Sol. Por isso, quando o céu está nublado, as temperaturas são, geralmente, mais elevadas do que se o céu estiver limpo.
Nas regiões situadas até à latitude de aproximadamente 40° Norte e Sul, a quantidade de energia recebida é maior do que a emitida, pelo que existe um excesso energético. Ao contrário, nas regiões localizadas entre os 40° e os 90° de latitude, a radiação solar recebida é inferior à radiação terrestre, verificando-se um défice energético. São a forma esférica da Terra e a inclinação do seu eixo em relação ao plano da sua órbita que determinam estas diferenças (docs. 9).

doc. 9 - RELAÇÃO ENTRE O ÂNGULO DE INCIDÊNCIA DOS RAIOS SOLARES E A EXTENSÃO DA ÁREA RECEPTORA E O EXCESSO / DÉFICE ENERGÉTICO

A VARIABILIDADE DA RADIAÇÃO SOLAR

Da localização em latitude dependem o ângulo de incidência da luz solar - inclinação dos raios solares em relação a uma superfície - e o tempo de exposição à radiação solar, que são os principais factores de variação da radiação solar que chega às diversas regiões do Globo. Quanto maior for a inclinação dos raios solares, mais extensa é a área pela qual se distribui a radiação solar, recebendo cada unidade de superfície uma quantidade menor de energia e vice-versa. Assim se explica o défice térmico das regiões das latitudes mais elevadas e o excesso energético das regiões das latitudes mais baixas. É o movimento de translação da Terra que faz variar, ao longo do ano, a inclinação dos raios solares e a duração dos dias e das noites, num mesmo lugar (docs. 9, 10 e 11).

doc. 10 - MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO DA TERRA

AS ESTAÇÕES DO ANO

doc. 11 - A RADIAÇÃO ANUAL MÉDIA NO MUNDO

Variabilidade da radiação solar em Portugal

Portugal, localizado na faixa de latitude entre 32° e 42° do hemisfério norte, recebe maior quantidade de energia solar no solstício de Junho (doc.12) , quando se inicia o Verão. Nesta época, os raios solares incidem perpendicularmente sobre o trópico de Câncer, pelo que atingem o território português com menor inclinação. Além disso, os dias têm maior duração, aumentando o tempo de exposição aos raios solares. Em contrapartida, no solstício de Dezembro, quando se inicia o Inverno, o Sol incide na vertical sobre o trópico de Capricórnio pelo que, no território português, a inclinação dos raios solares é maior e a duração do dia menor. Portugal recebe, então, menor quantidade de energia solar.

doc. 12 - VARIAÇÃO DO DIA E DA NOITE NO SOLSTÍCIO DE JUNHO

Os efeitos do movimento de translação, na Variação anual da quantidade de radiação solar recebida pela superfície terrestre, tornam-se tanto mais evidentes quanto maior for a latitude.
Assim, dada a localização do nosso País numa latitude intermédia, a variabilidade sazonal da radiação global que atinge o território português é bastante acentuada.Os valores de radiação global média mais elevados registam-se no Verão, sobretudo durante o mês de Julho, enquanto os mais baixos se verificam no Inverno (doc. 13).

doc. 13 - DISTRIBUIÇÃO RADIAÇÃO ANUAL MÉDIA MENSAL

Além da variação sazonal da radiação global média, verifica-se também, no território continental português, uma acentuada diferenciação espacial. No território de Portugal Continental, os valores da radiação solar global aumentam, em geral, de norte para sul, verificando-se também, sobretudo na região central, um aumento no sentido oeste-este. O aumento da radiação global de norte para sul é mais acentuado no Inverno, enquanto a variação oeste-este é mais notória no Verão.
No Inverno, os valores mais elevados encontram-se também no Sul, com uma inflexão para norte, pelo vale inferior do Tejo e até ao vale do Mondego. Os valores mais baixos alargam-se, agora, a todo o extremo norte.

doc. 14 - DISTRIBUIÇÃO SAZONAL DA RADIAÇÃO GLOBAL EM PORTUGAL CONTINENTAL

No Verão, o máximo de radiação solar ocorre no litoral algarvio, onde se registam valores superiores a 340 kwh/m2. Segue-se toda a região a sul do Tejo, com prolongamento para norte, numa faixa oriental ao longo da fronteira com Espanha, e a região do Porto. Os valores mínimos registam-se entre os cabos Carvoeiro e Mondego, prolongando-se, gradualmente e em todas as direcções, em torno desta mancha. Salienta-se ainda a região do Noroeste.
A latitude e a proximidade do mar são os principais factores que explicam estas variações. As regiões do Sul recebem sempre maior quantidade de radiação solar, devido à menor inclinação dos raios solares.
A influência da proximidade do mar sobre a nebulosidade – quantidade de céu coberto por nuvens num dado momento – faz com que as regiões do litoral, sobretudo a norte do Tejo, recebam a radiação solar com menor intensidade, pois as nuvens reflectem e absorvem parte da radiação solar incidente. Assim, torna-se importante considerar a insolação – número de horas de sol descoberto, acima do horizonte.
A distribuição da insolação reflecte também a influência da latitude e da proximidade do mar, pelo que, em geral, aumenta de norte para sul e de oeste para este.

doc. 15 - VARIAÇÃO ESPACIAL DA INSOLAÇÃO MÉDIA ANUAL - PORTUGAL CONTINENTAL

A variação espacial da insolação evidencia ainda a influência da altitude no aumento da nebulosidade e, em consequência, na redução do número de horas de Sol descoberto. O desenho das principais serras do território continental revela-se nos fracos valores de insolação.

A exposição das vertentes também influencia a insolação:

• as vertentes voltadas a sul estão mais expostas ao Sol e, como tal, têm maior insolação – encostas soalheiras;
• as vertentes voltadas a norte têm mais horas de sombra e, por isso, nelas a insolação é menor – encostas umbrias.
  

A DISTRIBUIÇÃO DA TEMPERATURA

A distribuição espacial da temperatura do ar representa-se, geralmente, por linhas que unem pontos de igual temperatura média – média aritmética dos valores de temperatura registados (diários, mensais ou anuais) – que se designam por isotérmicas. Duas linhas delimitam uma faixa de território cuja temperatura média varia no intervalo de valores que elas definem.
Decorrente da latitude a que se encontra o nosso território, a temperatura média do ar em Portugal é, de um modo geral, amena, apresentando uma variação que acompanha as estações do ano
A distribuição espacial da temperatura média em Janeiro e em Julho coincide, grosso modo, com a da radiação solar desses meses. Isto acontece porque, apesar de depender também de outros factores, a temperatura do ar está directamente relacionada com a radiação global incidente.
Em Janeiro, as temperaturas são bastante mais baixas e diminuem de Sul para Norte, registando-se os valores mais elevados no litoral algarvio e os mais baixos no Nordeste e nos conjuntos montanhosos.
Em Julho, o padrão de disposição das isotérmicas altera-se. A temperatura aumenta de Oeste para Este, com excepção para a Cordilheira Central e para as restantes áreas montanhosas.
O traçado das isotérmicas representativas do Inverno e do Verão em Portugal Continental, denota alguns contrastes regionais que se tornam ainda mais evidentes na análise da repartição dos valores médios mínimos e máximos da temperatura do ar (doc. 16).

doc. 16 - ISOTÉRMICAS REAIS DE JANEIRO E DE JUNHO

A distribuição das temperaturas médias mínimas e máximas reforça os contrastes evidenciados pelas isotérmicas de Janeiro e Julho. Para além da oposição entre o Norte, sempre mais frio, e o Sul, sempre mais quente, constata-se o registo de valores mais acentuados no Interior e mais atenuados no Litoral, sobretudo a norte do cabo da Roca. Individualizam-se ainda as regiões de montanha, sobretudo na distribuição das temperaturas médias máximas.

doc. 17 - DISTRIBUIÇÃO DAS TEMPERATURAS MÉDIAS MÍNIMAS E MÁXIMAS

Factores que explicam as diferenças nas temperaturas
A acentuada variação espacial da temperatura revela a influência de múltiplos factores, alguns apenas locais. Destacam-se a latitude, a altitude, a topografia, a disposição do relevo e a proximidade ou afastamento em relação ao oceano Atlântico.
A posição geográfica do nosso País situa-o na faixa de latitude inferior da Zona Temperada do Norte, onde a circulação atmosférica se faz, predominantemente, para este, afectando as características climáticas e, como tal, a variação regional da temperatura.
Além disso, como resultado do aumento progressivo da inclinação dos raios solares, a temperatura diminui à medida que aumenta a latitude. Assim, apesar da pequena dimensão do território português, a temperatura tende aqui, a diminuir de Sul para Norte.
A acentuada diferenciação Norte-Sul que se verifica, sobretudo, na repartição dos valores médios da temperatura mínima, revela a influência de outros factores.

O forte contraste de relevo entre o Norte montanhoso e o Sul quase plano contribui para explicar esta variação da temperatura.
Com efeito, o relevo influencia a variação da temperatura pela altitude, levando à sua diminuição em cerca de 0,6 °C por cada 100 m que se sobe.
A influência da altitude na temperatura justifica o facto de as áreas de maior altitude registarem uma temperatura média anual mais baixa do que as regiões circundantes (doc. 17)
A distribuição da temperatura média anual em Portugal Continental permite localizar, claramente, os principais conjuntos montanhosos que registam, em todo o território, os valores de temperatura mais baixos, com médias anuais inferiores a 14 °C.
As características topográficas locais exercem também uma influência significativa na variação da temperatura. Os acidentes do terreno, como pequenas colinas, vales abertos ou muito encaixados, alteram a temperatura, a nível local. No território continental, um aspecto relevante é o traçado dos vales de alguns rios. As isotérmicas dos vales abrigados do rio Douro e dos seus afluentes, de valor superior às das áreas envolventes, demonstram a influência local da topografia na temperatura.
A disposição do relevo é outro factor que influencia a variação da temperatura, pois tanto pode favorecer a circulação das massas de ar como servir-lhes de obstáculo:

• a Serra Algarvia protege o litoral do Algarve da acção quer das massas de ar oceânico, quer das que provêm do interior do Alentejo;
• o vale superior do rio Douro encontra-se resguardado por relevos de orientação paralela à linha de costa que dificultam a passagem dos ventos oceânicos;
• a disposição do mesmo vale permite a penetração dos ventos de leste;
• junto ao vale do rio Mondego, os relevos dispõem-se de forma oblíqua à linha de costa, permitindo que o Atlântico estenda a sua influência para o Interior;
• na ilha da Madeira, o relevo, de orientação Este-Oeste, serve de protecção à acção dos ventos húmidos para as regiões do Litoral Sul.

Em Portugal, a proximidade do Atlântico é um factor relevante na variação regional da temperatura do ar, pelo facto de a circulação atmosférica, à nossa latitude, se fazer, predominantemente, de Oeste para Este.
A influência do ar húmido marítimo faz-se sentir mais em toda a faixa paralela ao litoral ocidental onde, no entanto, diminui de norte para sul, devido ao traçado da linha de costa que recua para leste, a sul do cabo da Roca.
As serras de Sintra e da Arrábida e as reentrâncias associadas contribuem para desviar as massas de ar húmido e constituem abrigos para esta região litoral.
A influência marítima perde-se em direcção ao interior, umas vezes gradualmente, outras de forma mais brusca, dependendo da disposição do relevo.
A comparação dos registos da temperatura média do ar efectuados em duas áreas, uma no interior e outra no litoral, permite compreender a influência deste factor.
Apesar de se situarem praticamente à mesma latitude e de apresentarem valores semelhantes de temperatura média anual, Castelo Branco regista Verões mais quentes e Invernos mais rigorosos, o que se explica pela localização das duas cidades:

• Figueira da Foz, no litoral, recebe a influência do oceano, que ameniza as temperaturas;
• Castelo Branco, afastada do mar, recebe a influência de ventos continentais, que acentuam os contrastes sazonais da temperatura.

O contraste térmico litoral-interior evidencia-se em todo o território continental e justifica-se pelo efeito moderador das massas de ar marítimo sobre a temperatura, impedindo que se atinjam valores muito elevados, no Verão, e muito baixos, no Inverno.
Deste modo, a distância em relação ao mar é o factor que mais influencia a amplitude da variação térmica anual – diferença entre a temperatura média do mês mais quente e a temperatura média do mês mais frio.
As áreas onde existe menor diferença entre a temperatura média do mês mais quente e a do mês mais frio são as que se localizam numa posição mais próxima do mar. Entre os cabos Carvoeiro e da Roca e no cabo de São Vicente, essa diferença não chega a atingir 8 °C.

Seguem-se uma estreita faixa, desde a foz do Douro, interrompida a sul da Península de Setúbal e retomada na região que circunda o extremo sudoeste, e uma outra, igualmente estreita, onde a amplitude de variação da temperatura não vai além dos 12 °C. A isotérmica dos 12 °C separa as regiões mais influenciadas pelas massas de ar húmido de uma área de transição, de maior ou menor extensão, consoante a disposição do relevo. As amplitudes de variação térmica mais elevadas, superiores a 18 °C, surgem numa faixa fronteiriça bastante alargada, no Nordeste, protegida da influência atlântica pelos conjuntos montanhosos, mas exposta aos ventos de leste, secos e frios no Inverno e muito quentes no Verão. Também o vale superior do Tejo se encontra abrigado dos ventos de oeste pelo sistema montanhoso Muradal-Gardunha. O vale do Guadiana é mais um corredor que permite a passagem dos ventos provenientes do interior da Península Ibérica. De acordo com a influência da proximidade do oceano Atlântico no território continental, a análise da figura permite concluir que: • as regiões do Litoral apresentam uma amplitude de variação térmica anual bastante mais fraca do que as do Interior; • as isotérmicas dispõem-se segundo faixas que se mantêm paralelas à linha de costa, até passarem a intervir outros factores que anulam, ou atenuam gradualmente, a influência marítima.

doc. 18 - DISTRIBUIÇÃO DA AMPLITUDE TÉRMICA ANUAL EM PORTUGAL CONTINENTAL

Nas Regiões Autónomas

As características térmicas das Regiões Autónomas da Madeira e dos Açores não apresentam grandes diferenças relativamente às de Portugal Continental. Porém, a insularidade acentua a influência marítima na temperatura do ar, pelo que a amplitude da variação térmica anual é fraca, inferior a 8 °C, em todo o território insular.
Nos Açores, a variação sazonal e regional da temperatura é mínima, restringindo-se à que depende do relevo. As temperaturas médias anuais variam entre 16,7 °C, em Angra do Heroísmo, e 17,7 °C, em Santa Cruz das Flores. Na Madeira, a variação sazonal quase não existe, pelo que a amplitude térmica anual é também fraca.
A variação regional é marcada pela altitude e pela orientação este-oeste do relevo, que opõe as regiões mais elevadas às de menor altitude e as localidades da vertente norte às da vertente sul, mais soalheira e abrigada da acção dos ventos. Assim, as temperaturas são mais elevadas na encosta sul e diminuem para o interior da ilha, de acordo com a altitude.

doc. 19 - DISTRIBUIÇÃO DA TEMPERATURA, NO MUNDO, AO LONGO DE UM ANO

A VALORIZAÇÃO ECONÓMICA DA RADIAÇÃO SOLAR

O turismo

A radiação solar total média anual que atinge o nosso território (cerca de 150 kly) é bastante superior à média europeia (100 kly) e poucos são os países da Europa que recebem valores de insolação como o nosso.
As condições específicas do território português, no que respeita à conjugação de temperaturas amenas e de uma elevada insolação média, fazem da radiação solar um recurso a valorizar, cuja potencialização económica poderá ser feita quer através do turismo quer do aproveitamento da energia solar.
O turismo é a actividade económica que mais beneficia da excelente reputação climática de Portugal e uma das razões que atrai anualmente um grande número de estrangeiros ao nosso País. O turismo balnear ou de praia, conjugando o clima com a existência de uma vasta costa de praia é a motivação dominante.
A amenidade do Inverno e, sobretudo, das estações intermédias, atrai um turismo sénior sobretudo no Algarve, que possui uma insolação média anual superior à nacional. Trata-se de um turismo dos países cinzentos do Norte da Europa, num movimento para o Sul, para o Sol cada vez mais significativo

A energia solar

A crescente consciencialização mundial para os problemas da utilização de fontes de energia fósseis, não-renováveis e demasiado poluentes, conduziu ao estabelecimento de objectivos que impõem a redução do seu consumo e que passam pelo recurso às energias renováveis. O Programa Energético da UE é exemplo disso, ao definir, como prioridade até 2010, o aumento da utilização de energias renováveis para 12% do total do consumo energético dos países-membros.
Considerando os quantitativos de radiação solar recebidos anualmente no nosso País, a energia solar – energia radiante emitida pelo Sol – tem fortes potencialidades de utilização em Portugal, tanto sob a forma de energia térmica como na produção de energia eléctrica.
Nos sistemas térmicos, a energia solar é captada através de colectores que utilizam apenas a radiação solar directa, estando dependentes da insolação. É utilizada no aquecimento de edifícios e de águas para uso doméstico, em indústrias, hotéis, piscinas, etc. É ainda aplicável em sistemas de refrigeração.
A produção de energia eléctrica pode efectuar-se através de sistemas de conversão térmica, como os das centrais de turbina a vapor, em que é possível utilizar, como fonte de calor, a energia solar para a obtenção de electricidade, em substituição dos combustíveis fósseis.
Os sistemas fotovoltaicos convertem directamente a radiação solar em energia eléctrica, através de células fotovoltaicas que transformam a energia solar numa corrente de electrões. Têm a vantagem de aproveitar a radiação difusa, em situações de fraca nebulosidade.

 

Doc. 20

Metas para 2010 A Comissão assumiu o objectivo de aumentar para o dobro a parte das energias renováveis no consumo global de energia, passando de 6% em 1997 a 12% em 2010. Cada Estado-membro deve adoptar os objectivos nacionais previstos na proposta de directiva relativa à electricidade produzida a partir de fontes renováveis. O objectivo de duplicação da parte das energias renováveis no balanço energético europeu insere-se numa estratégia de segurança do aprovisionamento e de desenvolvimento sustentável. Adaptado de Livro Verde, Comissão das Comunidades Europeias, 2000.

Limitações ao uso da radiação disponível

Em Portugal existem potencialidades significativas de aproveitamento de energia solar que importa valorizar, ainda mais tratando-se de uma fonte de energia gratuita, limpa e inesgotável, cujo contributo poderá ser relevante para a diminuição da nossa dependência em relação ao exterior e para a sustentabilidade ambiental.
Existem, porém, alguns problemas que é necessário superar para viabilizar o aproveitamento da energia solar:

• esta forma de energia está sujeita à variabilidade da radiação solar, que é interrompida durante a noite e
• diminui consideravelmente num dos períodos de maior consumo de energia, o Inverno;
• a produção de electricidade em quantidades apreciáveis, com a tecnologia actual, requer:
• grande investimento de capital, dado que os materiais necessários são ainda muito caros;
• disponibilidade de vastas áreas, pois as centrais solares ocupam muito espaço;
• proximidade dos centros urbanos a abastecer, para reduzir as perdas por transporte.

A exigência de proximidade em relação aos centros de abastecimento é um factor limitativo. Os maiores centros urbanos localizam-se no litoral, onde a nebulosidade é maior, o que reduz as condições de aproveitamento. Por outro lado, o preço dos solos junto aos grandes centros urbanos é elevado, aumentando os custos de instalação das centrais solares.
Apesar das dificuldades, torna-se necessário aproveitar melhor este recurso energético, beneficiando da evolução tecnológica europeia, no domínio da potencialização das energias renováveis e fomentando, através de benefícios fiscais, a instalação de colectores solares nos edifícios. Vários países europeus, com recursos solares inferiores, desenvolveram bastante mais o aproveitamento deste recurso.

doc. 20 - INSOLAÇÃO MÉDIA ANUAL E COLECTORES SOLARES INSTALADOS EM ALGUNS PAÍSES EUROPEUS

Potencialidades solares em Portugal Continental
Apesar da radiação solar total média anual que atinge Portugal ser bastante elevada, nem todas as regiões do País apresentam as mesmas potencialidades para o aproveitamento da energia solar
As regiões com maior potencial de aproveitamento térmico da energia solar, de um modo geral, são as que se localizam a sul do rio Tejo, destacando-se a orla algarvia, todo o interior alentejano e uma pequena área da Costa de Lisboa.
No que diz respeito ao potencial de aproveitamento fotovoltaico, são também as regiões do Sul as mais beneficiadas, embora abrangendo uma área relativamente menos vasta. As maiores potencialidades registam-se na Costa do Estoril, em grande parte do Alentejo e no Algarve
As diferenças entre a distribuição da potencialidade das duas formas de aproveitamento da energia solar devem-se às características dos dois sistemas. Com efeito, o primeiro depende da radiação solar directa e da temperatura do ar, enquanto o sistema fotovoltaico utiliza também a radiação difusa, em dias de fraca nebulosidade, pelo que depende da radiação global. Deste modo, uma vasta região do País, que apenas possui um potencial de aproveitamento térmico médio-baixo, apresenta uma capacidade razoável para o aproveitamento fotovoltaico da energia solar.
As regiões de menor potencial para o aproveitamento da energia solar são as que têm valores mais baixos de insolação e de radiação global e correspondem às áreas do Litoral Norte e Centro, às áreas de maior altitude e, de modo geral, a áreas sombrias. A nebulosidade, característica do litoral e das regiões de montanha, é o elemento que melhor explica a variação oeste-este, enquanto o efeito da latitude explica o contraste norte-sul, mais acentuado para o indicador do potencial de aproveitamento fotovoltaico.

Naturalmente, é no final da Primavera e no Verão que o potencial de aproveitamento da energia solar é maior, de acordo com o aumento da radiação global e a diminuição da nebulosidade sobre o território continental.
Conclui-se que Portugal apresenta grandes potencialidades de aproveitamento da energia solar numa vasta região do território continental, incluindo áreas de forte densidade populacional, como a Costa de Lisboa e o litoral algarvio. O interior do Alentejo é outra área de fortes potencialidades que, sendo pouco povoada, dispõe de grandes espaços disponíveis para a construção de centrais solares.