domingo, 21 de dezembro de 2014

SOLSTÍCIO E ALBEDO

Solstício
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Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério norte.
Iluminação da Terra pelo Sol durante o solstício do hemisfério sul.

Na astronomia, solstício (do latim sol + sistere, que não se mexe) é o momento em que o Sol, durante seu movimento aparente na esfera celeste, atinge a maior declinação em latitude, medida a partir da linha do equador. Os solstícios ocorrem duas vezes por ano: em dezembro e em junho. O dia e hora exatos variam de um ano para outro. Quando ocorre no verão significa que a duração do dia é a mais longa do ano. Analogamente, quando ocorre no inverno, significa que a duração da noite é a mais longa do ano.
No hemisfério norte o solstício de verão ocorre por volta do dia 21 de junho e o solstício de inverno por volta do dia 21 de dezembro. Estas datas marcam o início das respectivas estações do ano neste hemisfério. Já no hemisfério sul, o fenômeno é simétrico: o solstício de verão ocorre em dezembro e o solstício de inverno ocorre em junho. Os momentos exatos dos solstícios, que também marcam as mudanças de estação, são obtidos por cálculos de astronomia (consulte a tabela abaixo para os valores de alguns anos).

A insolação terrestre durante o 1º e  o 2º semestre do ano de 2013.

        
Data e hora UTC dos solstícios e equinócios
Entre 2002 e 2020
Ano
Equinócio
Março
Solstício
Junho
Equinócio
Setembro
Solstício
Dezembro
Dia
Hora
Dia
Hora
Dia
Hora
Dia
Hora
2002
20
19:16
21
13:24
23
04:55
22
01:14
2003
21
01:00
21
19:10
23
10:47
22
07:04
2004
20
06:49
21
00:57
22
16:30
21
12:42
2005
20
12:33
21
06:46
22
22:23
21
18:35
2006
20
18:26
21
12:26
23
04:03
22
00:22
2007
21
00:07
21
18:06
23
09:51
22
06:08
2008
20
05:48
20
23:59
22
15:44
21
12:04
2009
20
11:44
21
05:45
22
21:18
21
17:47
2010
20
17:32
21
11:28
23
03:09
21
23:38
2011
20
23:21
21
17:16
23
09:04
22
05:30
2012
20
05:14
20
23:09
22
14:49
21
11:11
2013
20
11:02
21
05:04
22
20:44
21
17:11
2014
20
16:57
21
10:51
23
02:29
21
23:03
2015
20
22:45
21
16:38
23
08:21
22
04:48
2016
20
04:30
20
22:34
22
14:21
21
10:44
2017
20
10:29
21
04:24
22
20:02
21
16:28
2018
20
16:15
21
10:07
23
01:54
21
22:23
2019
20
21:58
21
15:54
23
07:50
22
04:19
2020
20
03:50
20
21:44
22
13:31
21
10:02
Devido à órbita elíptica da Terra, as datas nas quais ocorrem os solstícios não dividem o ano em um número igual de dias. Isto ocorre porque quando a Terra está mais próxima do Sol (periélio) viaja mais velozmente do que quando está mais longe (afélio), em conformidade com a segunda lei de Kepler.
Os trópicos de Câncer e Capricórnio são definidos em função dos solstícios. No solstício de verão do hemisfério sul, os raios solares incidem perpendicularmente à superfície da Terra no Trópico de Capricórnio. No solstício de verão do hemisfério norte, ocorre o mesmo fenômeno no Trópico de Câncer.

Referências culturais
Em várias culturas ancestrais à volta do globo, o solstício de inverno era festejado com comemorações que deram origem a vários costumes hoje relacionados com o Natal das religiões pagãs. O solstício de inverno, o menor dia do ano, a partir de quando a duração do dia começa a crescer, simbolizava o início da vitória da luz sobre a escuridão. 
Festas das mitologias persa e hindu referenciavam as divindades de Mitra como um símbolo do "Sol Vencedor", marcada pelo solstício de inverno. A cultura do Império Romano incorporou a comemoração dessa divindade através do Sol Invictus. Com o enfraquecimento das religiões pagãs, a data em que se comemoravam as festas do "Sol Vencedor" passaram a referenciar o Natal, numa apropriação destinada a incorporar as festividades de inúmeras comunidades recém-convertidas ao cristianismo.

Espetáculo do solstício de verão em machu pichu

Espetáculo do solstício de verão em cusco

Espetáculo do solstício de verão em machu pichu

Espetáculo do solstício de verão em cusco

Espetáculo do solstício de verão em cusco huaynos

Espetáculo do solstício de verão stonehenge

Espetáculo do solstício de verão em celtas


       Propriedades
Na linha do equador a duração dos dias é fixa ao longo das estações do ano com 12 horas de luz e 12 horas de noite (ver cálculo da duração do dia para latitude de 0°). Desse modo os solstícios nessa linha não podem ser obtidos através de dias ou noites mais longas e somente podem ser observados através do dia em que o Sol atinge a menor elevação no meio-dia local, podendo o azimute dessa elevação do Sol estar orientado para o norte (solstício de verão no hemisfério norte) ou para o sul (solstício de verão no hemisfério sul). Na linha do equador não há como dizer se um solstício é de verão ou de inverno uma vez que demarcam a separação dos hemisférios norte e sul da Terra.
Nas linhas dos trópicos de Câncer e Capricórnio, os solstícios de verão respectivos a cada hemisfério da Terra coincidem com o único dia do ano em que os raios solares incidem perpendicularmente (ver ilustração).
Nas linhas dos círculos polares Ártico e Antártico, os solstícios marcam o único dia do ano em que o dia ou a noite duram 24 horas ininterruptas considerando a estação do ano: verão ou inverno, respectivamente (ver ilustração).
   
música solstício de verão



Albedo
Fração de luz solar refletida em relação as condições variáveis de superfície.
Fração de luz solar refletida em relação as condições variáveis de superfície.


Albedo é uma medida relativa da quantidade de luz refletida, o que ocorre sobre superfícies de maneira direta ou difusa. É portanto uma medida da refletividade da superfície de um corpo. A palavra deriva do latim albedus (="esbranquiçado"), a partir de albus (="branco").

video Albedo

Albedo anual médio de 2003-2004 - céu limpo e céu completo (com nuvens)


Albedo pode ser definido como a razão entre a irradiância electromagnética refletida (de forma direta ou difusa) e a quantidade incidente. É uma medida adimensional, isto é, sem unidades. A razão costuma ser apresentada por percentagem e é um importante parâmetro radiométrico utilizado tanto em ciências atmosféricas, climatologia, sensoriamento remoto (deteção remota) e em astronomia. A proporção refletido/incidente depende da frequência da radiação considerada e assim podemos falar em albedo monocromático e pancromático (através de uma faixa do espectro eletromagnético). Se não estiver especificada, refere-se a uma média ao longo de uma banda espectral.

                                        

Se a superfície for suficientemente lisa, o albedo dependerá também do ângulo de incidência da radiação.

Exemplos: o albedo visível da superfície da neve recente é alto, em torno de 0.90 (90%), enquanto que o albedo da superfície oceânica é pequeno, da ordem de 0.10 (ou 10%).



A Terra tem um índice médio (pancromático) de 37% a 39% enquanto que a Lua tem cerca de 12%. Em Astronomia, o albedo dos satélites e asteroides pode ser utilizado para inferir acerca da composição da superfície, especialmente sobre a quantidade de gelo.



O albedo pode variar de 0 (escuro) a 1 (brilhante), quando não expresso em percentagem.


Relação com a absorvidade
A energia incidente (I) se divide em parte refletida (R) (i.e., uma função do albedo), parte absorvida (A) e parte transmitida (T), de forma que se escreve: I=R+A+T, para expressar a conservação de energia.

Irradiância
Irradiância é definida como a densidade de fluxo radiativo, em unidades de potencia por unidade de área. É propriamente o fluxo de radiação.



Albedo espectral
Definido pela razão da irradiância refletida pela irradiância incidente para um determinado comprimento de onda espectral.

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