O Sol é uma esfera de gases incandescentes, composta, principalmente, por átomos de hidrogênio e hélio. A energia cinética destes corresponde a milhões de graus no centro da estrela, e vai diminuindo até uma superfície mais ou menos definida (fotosfera) onde a energia dos átomos equivale (em média) a uns 5770 graus Kelvin.
A fotosfera emite uma enorme quantidade de radiação: em torno de 72 milhões de watts por metro quadrado, numa esfera com 650.000 km de raio. Ao deslocar-se no espaço, com a velocidade da luz, essa energia deve repartir-se em esferas concêntricas de raio cada vez maior. Ao chegar à órbita terrestre (a 149,5 milhões de quilômetros do centro do Sol), ela caiu para 1367 w/m2 (constante solar).
A radiação solar chega em todos os comprimentos de onda ou freqüências, mas, principalmente, entre 200 e 3000 nanometros (ou 0,2-3 mícrons). O máximo de emissão se verifica no comprimento de onda de 0,48 mícrons. A distribuição corresponde aproximadamente àquela de um corpo negro a 5770K.
O espectro representa uma irradiância espectral. Irradiância é
a potência por unidade de área (medida em w/m2). A curva acima
é uma densidade espectral (irradiância por unidade de comprimento
de onda: w/m2.micron).
O ar puro (uma mistura de oxigênio e nitrogênio) não absorve radiação solar, mas é capaz de espalhar radiação com comprimentos de onda menores do que 1 mícron (dispersão Rayleigh). Ou seja, verifica-se principalmente no espectro visível, e podemos observá-la a olho nu. Esta dispersão é mais acentuada para os menores comprimentos de onda. Se não houvesse atmosfera, o céu seria preto com um disco brilhante (o Sol) do qual receberíamos radiação direta. O ar captura uma parte dessa energia e a espalha, principalmente no azul; dessa forma, recebemos luz com esse comprimento de onda predominante como radiação difusa do céu, eis a razão de que ele seja azulado durante o período diurno.
Por outro lado, quando o sol se encontra perto do horizonte os raios diretos que chegam a nossos olhos atravessaramuma massa de ar maior, e a dispersão aumenta sua intensidade; a maior atenuação no azul faz com que a luz do sol seja avermelhada no espectro visível. este efeito se acentua quando há poeira em suspensão na atmosfera.
Na atmosfera existem alguns gases minoritários, presentes em pequenas quantidades se compararmos com a massa de ar, mas que produzem efeitos consideráveis de absorção.
Está presente em proporções variáveis (até 15 ou 20 gramas por cada kg de ar). É capaz de absorver radiação emváriasfaixas (bandas de absorção) no infravermelho próximo (comprimentos de onda maiores que 0,8 µm).
Está presente em concentração constante na atmosfera até pelo menos 80 km de altitude (em torno de 350 ppm: partes por milhão). Ele também absorve radiação solar em várias bandas de absorção no infravermelho próximo.
Ele é produzido principalmente na alta atmosfera, entre 25 e 50 km de altitude, através de uma reação fotoquímica: raios solares no ultravioleta são absorvidos por uma molécula de oxigênio (composição O2), que fica excitada e é capaz de combinar-se com outra molécula de oxigênio.
O átomo de oxigênio livre (O) é muito ativo quimicamente, e termina combinando-se com uma molécula de O2 paraformarmais uma de ozônio (O + O2 => O3). (mais adiante, o estudo do ozônio será particularizado).
Cl2 + Luz => 2 Cl;
Cl + H2 => HCl + H;
H + Cl2 => HCl + Cl.
Estendendo-se para longe da coroa ou atmosfera do Sol, talvez até à orbita da Terra e mesmo além existe uma região de partículas de poeira interplanetária e elétrons livres. A luz solar pode atingir a Terra de três maneiras: diretamente ,espalhada pela coroa , ou refletida por partículas ou elétrons, o que produz a chamada luz zodiacal.
Essas partículas distribuem-se ao longo de uma faixa de 1o 18' de espessura da eclíptica; seu plano médio está situado perto do plano da órbita de Júpiter (o planeta de maior massa ). Da Terra a luz zodiacal é facilmente observada imediatamente antes de nascer ou após o pôr do sol. Ela é mais bem vista bem vista nos trópicos. Tem visivelmente a forma de cone e acha-se aproximadamente centrada ao longo da órbita do Sol.
Região cilíndrica que circunda a Terra, no qual o vento solar é acelerado pelo campo magnético terrestre. No início da década de 60 descobriu-se, a partir de medidas realizadas por satélite, que o campo magnético da Terra não se estende indefinidamente, mas é limitado a uma cavidade no interior do sistema solar chamada magnetosfera ou invólucro magnético.
Esta cavidade é criada pela interação do plasma em altas temperaturas, oriundas do Sol (o vento solar), com as regiões mais externas e de menor intensidade do campo magnético terrestre. Um dos lados da cavidade aponta na direção do Sol, com sua fronteira conhecida como magnetopausa, situada a cerca de dez raios terrestres.
No lado oposto, a magnetosfera estende-se numa cauda comprida que vai além da órbita da Lua. Outros planetas que têm campos magnéticos, tais como Mercúrio e Júpiter, também têm magnetosfera. Na magnetosfera, as partículas carregadas são aceleradas pela mudança de campos magnéticos e formam os cinturões de radiação de Van Allen e as auroras. A magnetosfera protege a Terra dos raios cósmicos nocivos.
Exibição de luz visível na atmosfera superior à noite. O nome Aurora Boreal ou Luzes do Norte é atribuído ao filósofo francês Pierre Gassendi (1621), embora descrições deste belo fenômeno natural do hemisfério norte remontem a Aristóteles e Plínio. As auroras são descritas na mitologia da Escandinávia e dos esquimós, na qual eram consideradas manifestações sobrenaturais. O equivalente do hemisfério sul é a Aurora Austral, assim chamada pela primeira vez pelo explorador britânico James Cook em 1773, em conseqüência de suas observações de auroras no sul do oceano Índico. As auroras são em sua maior parte observadas como dois cintos ovais (os ovais auroreais) cercando os pólos magnéticos da Terra a uma latitude magnética média de cerca de 70º. Nas regiões sob os ovais auroreais as exibições são vistas diretamente acima em alturas de cerca de 100 Km, na maioria das noites claras.
Nas latitudes médias, são usualmente observadas como um brilho que lembra o alvorecer no horizonte na direção do pólo, mas, ocasionalmente, acompanhando erupções solares, os ovais auroreais movem-se para latitudes menores e são vistos diretamente acima da cabeça do observador.
As exibições auroreais assumem muitas formas, desde de arcos luminosos, bandas e coronas, até formas difusas que lembram nuvens. Entre as mais impressionantes estão as bandas em dobras que fazem lembrar uma grande cortina movendo-se nos céus. Auroras fracas são muitas vezes brancas, mas exibições mais vívidas são de cor amarela, esverdeada ou vermelha. São produzidas quando os átomos da atmosfera superior (principalmente oxigênio atômico) fluorescem ao serem atingidos por partículas carregadas muito rápidas.
Estas partículas originam-se do Sol e são conduzidas para as regiões auroreais pelo campo magnético da Terra. Embora as grandes exibições auroreais tenham sido associadas por mais de um século a tempestades magnéticas e erupções solares, somente depois da descoberta do vento solar e de sua influência na magnetosfera no início dos anos 60, foi possível começar a entender as relações complexas entre estes fenômenos.
As moléculas de oxigênio comum são constituídas de dois átomos de oxigênio ligados entre si; mas as moléculas de ozônio apresenta um terceiro átomo frouxamente ligado a esses dois. O terceiro átomo pode ser separado com facilidade da molécula, combinando-se com outras substâncias.
O gás ozônio, por essa razão, é um gás quimicamente ativo.
Cada relâmpago converte parte do oxigênio em ozônio. O gás é também formado por centelhas elétricas, com as produzidas em motores. O ozônio comercial é fabricado em um aparelho chamado ozonizador.
A fórmula química do ozônio é, portanto, O3 e seu peso molecular é 47,998. O ozônio concentrado apresenta coloração azul-clara. À pressão atmosférica , o gás se liquefaz a -111,9 º C e congela a -193 º C. A radiação de energia muito elevada sobre o oxigênio da atmosfera terrestre converte parte dele em ozônio.
O ar da atmosférico, ao nível do mar, apresenta em média 1 p.p.m. (parte por milhão ) de ozônio, mas a uma altitude de 24 Km, existe uma camada mais concentrada de ozônio.
Esta camada contém cerca de 6 p.p.m. de ozônio ; é ela que protege a Terra da maior parte da irradiação solar de luz ultravioleta danificam os tecidos vivos. Sem essa camada protetora de ozônio, os vegetais e animais provavelmente não sobreviveriam na Terra.
Alguns cientistas acreditam que a camada de ozônio poderá ser destruída por alguns compostos químicos denominados fluorcarbonetos. Eles têm sido muito usados como propelentes em embalagens de aerossóis.
Após serem liberados dos aerossóis, elevam-se lentamente na atmosfera terrestre. Aí, são decompostos pelos raios solares ultravioletas e liberam átomos de cloro. Estes átomos de cloro reagem com outras substâncias químicas na atmosfera e reduzem a concentração de ozônio.
Com isso, a Terra se expõe a quantidades crescentes de radiação ultravioleta prejudicial. Devido a esse perigo potencial, os governos deveriam tomar medidas urgentes para proibir o uso de fluorcarbonetos como propelentes de aerossóis.
O ozônio nas camadas mais baixas da atmosfera terrestre contribui para a poluição do ar. Em altas concentrações, pode matar vegetais e causar irritação nos olhos e no nariz. O ozônio pode ser produzido quando a luz solar atua sobre os óxidos de nitrogênio presentes nos gases de descarga de automóveis. Esse excesso contribui para poluição adicional por reagir quimicamente com emissões de hidrocarbonetos de veículos motores e de algumas fábricas.
Fonte: geocities.yahoo.com.br