Balanço Energético da Terra

A contabilidade dos fluxos de energia solar de entrada e terrestre de saída que determina a temperatura média do planeta e seu desequilíbrio.

Definition

O balanço energético da Terra é o equilíbrio entre a energia radiante que o planeta recebe do Sol e a energia que ele retorna ao espaço, juntamente com os fluxos internos de calor que a redistribuem.

Scope

Abrange a partição da radiação solar incidente entre reflexão, absorção atmosférica e absorção superficial; o balanço energético da superfície, incluindo os fluxos de calor sensível e latente; a radiação de onda longa de saída; o albedo planetário; e o pequeno desequilíbrio no topo da atmosfera associado ao aquecimento contínuo e à absorção de calor pelos oceanos.

Core questions

• Como a energia solar incidente é dividida entre reflexão, absorção e aquecimento da superfície?
• Quais são as magnitudes dos principais fluxos de energia que entram e saem do sistema climático?
• O que um desequilíbrio persistente no topo da atmosfera implica para o sistema climático?

Key theories

Contabilidade do balanço energético global

Uma estrutura quantitativa que rastreia os fluxos de onda curta e onda longa, além das trocas de calor turbulento e latente, para fechar o balanço energético planetário e diagnosticar qualquer desequilíbrio líquido.

Mechanisms

Dos cerca de 340 watts por metro quadrado de radiação solar incidente, em média global, aproximadamente 100 são refletidos por nuvens, aerossóis e pela superfície, e o restante é absorvido. A superfície retorna energia como emissão de onda longa, calor sensível e calor latente transportado pela evaporação; a atmosfera irradia para o espaço na sua temperatura efetiva de emissão. Um pequeno desequilíbrio residual, atualmente ligeiramente positivo, é armazenado principalmente nos oceanos.

Clinical relevance

O balanço energético é a base observacional para a detecção das alterações climáticas, a validação de modelos climáticos e a quantificação da absorção de calor pelos oceanos a partir de um desequilíbrio medido no topo da atmosfera.

History

As primeiras estimativas de balanço por Dines e Houghton foram refinadas durante a era dos satélites; o Earth Radiation Budget Experiment e, posteriormente, os instrumentos CERES forneceram medições de fluxo globais, e estudos de síntese por Trenberth e colegas e por Stephens e colegas estabeleceram o balanço moderno.

Key figures

• Kevin Trenberth
• Graeme Stephens

Seminal works

• trenberth2009
• stephens2012

Frequently asked questions

O que é o albedo planetário da Terra?

O albedo planetário é a fração da radiação solar incidente refletida de volta para o espaço, cerca de 0,3, determinada principalmente por nuvens, aerossóis, neve, gelo e superfícies brilhantes.