Balanços Globais e Regionais de Entropia da Atmosfera. António R. Tomé. «A Lei Fundamental da Dinâmica, “2ª lei de Newton”, exprime a variação da quantidade de movimento em função das forças que a produzem. A extensão desta Lei à dinâmica dos fluídos foi realizado por Euler»

Cortesia de wikipedia

A Entropia no Ecossistema Terrestre. O Ecossistema terrestre

«(…) O sistema climático coincide com o ecossistema terrestre. Numa primeira fase poderíamos aceitar que o sistema climático, S, era constituído pela união de vários subsistemas abertos, disjuntos, que eram a Atmosfera, A, a Hidrosfera, H, a Litosfera, L, a Criosfera, C, e a Biosfera, B. Todos estes subsistemas são abertos e não isolados, interactuando entre si, e encontram-se imersos num mar de fotões de origem solar e terrestre. Os fotões solares são de energia mais elevada (ESol = hvSol) e incidem, em cada instante, sobre uma região limitada do Globo; os fotões de origem terrestre são em muito maior número, na banda do infravermelho, vSol » vTerra, de menor energia (ETerra = hvTerra) e são emitidos em todas as direcções, mas de tal maneira que, os dois sistemas de fotões se compensam energeticamente. Assim, o sistema climático só fica completo com a inclusão da Fotosfera, F. Podemos, portanto escrever:

Os diversos componentes do sistema climático são sistemas heterogéneos, caracterizados pelas suas composições químicas diferentes e por propriedades físicas distintas. A Atmosfera, a Hidrosfera, a Criosfera e a Biosfera formam uma cascata de sistemas ligados por processos físicos complexos, envolvendo fluxos de energia, de entropia, de momento angular e de matéria, através das respectivas fronteiras, de tal forma que o sistema climático global é altamente não linear. Esta não linearidade é, ainda, reforçada pelos numerosos mecanismos de auto-realimentação (feed-back).

Esquema do ecossistema terrestre

Leis que regem o ecossistema terrestre

A Terra constitui um sistema fechado e não isolado. É um sistema fechado porque não há transferência de matéria com o universo complementar; é um sistema não isolado porque recebe energia radiante solar e emite, para o espaço, energia radiante no domínio do infravermelho. No entanto, os subsistemas que a constituem são sistemas abertos quer para a massa quer para a energia. As leis fundamentais que regem o comportamento do ecossistema terrestre e dos seus subsistemas são as Leis Universais da Física, nomeadamente, a Lei da Gravitação, a Lei de Conservação da Massa, a Lei Fundamental da Dinâmica, as Leis do Radiamento e o Primeiro e Segundo Princípios Fundamentais da Termodinâmica. A Lei da Gravidade manifesta-se em todos os fenómenos que envolvam massa desde o movimento da própria Terra até à queda dum grave na sua superfície.

A Lei Fundamental da Dinâmica (2ª lei de Newton) exprime a variação da quantidade de movimento em função das forças que a produzem. A extensão desta Lei à dinâmica dos fluídos foi realizado por Euler; são estas equações que regem todos os fenómenos da dinâmica dos geofluidos. As Leis do radiamento permitem analisar a influência da energia radiante na fenomenologia do ecossistema terrestre. A Lei da Conservação da Massa permite-nos aceitar que a massa total da Terra é constante. O mesmo se passa com a substância água, que é um componente comum a todos os subsistemas do ecossistema terrestre. Todos os processos que ocorrem no ecossistema terrestre envolvem transferências ou transformações de energia. Assim, da energia solar recebida pelo ecossistema terrestre, uma parte é utilizada em aquecer os oceanos e a Litosfera, em manter a evaporação e, em geral, o ciclo hidrológico e em alimentar a fotossíntese; outra parte é utilizada em aquecer a própria Atmosfera e gerar a fotodissociação dos gases da Atmosfera. Finalmente, uma terceira parte, é refectida e reenviada para o espaço, não participando na dinâmica do ecossistema terrestre. A quantidade de energia total mantém-se constante (Primeiro Princípio) mas esta pode apresentar-se sob diversas formas, com possibilidade de transformação de umas nas outras. O Primeiro Princípio da Termodinâmica fixa, exclusivamente, a quantidade total de energia, mas não determina a direcção da sua evolução e das transformações entre as diversas formas que apresenta. A direcção dessas transformações é determinada pelo Segundo Princípio Fundamental da Termodinâmica. A introdução do conceito entropia, S, permite especificar o sentido das transformações de energia. O Segundo Princípio pode enunciar-se em termos da entropia: A entropia dum sistema isolado aumenta sempre, ou quando muito, mantém-se constante, i.e.

Fluxos e geração de entropia no interior de um sistema

Para um sistema aberto e não isolado a variação de entropia, dS, é igual à entropia gerada no seu interior, diS, mais a entropia importada do exterior, deS, associada ao fluxo de massa e de energia (Prigogine, 1962).

A entropia aparece como um aferidor do grau de desorganização, ou de desordem dum sistema e como um indicador do nível da qualidade da energia de que dispõe. O Primeiro Princípio Fundamental da Termodinâmica afirma que a energia do Universo é constante, e que não pode ser criada nem destruída; só a sua forma pode mudar. O Segundo Princípio, o Princípio da Entropia, afirma que, em processos naturais, a energia só pode variar numa direcção única, de uma forma de energia mais utilizável para uma forma de energia menos utilizável (i.e. mais degradada)». In António Rodrigues Tomé, Balanços Globais e Regionais de Entropia, de Energia e de Massa da Atmosfera, Contribuição para o Estudo do Clima do Mediterrâneo, Departamento de Física, Universidade da Beira Interior, Covilhã, 1997.

Para o JPP! Que esteja em paz!

Cortesia da UBInterior/JDACT

Balanços Globais e Regionais de Entropia da Atmosfera. António R. Tomé. «… estabelecer um princípio extremante dos parâmetros que definem o clima, minimizando uma função das grandezas que definem a taxa de geração de entropia, em que a evolução do estado de equilíbrio correspondia ao estado de geração mínima de entropia»

Cortesia de wikipedia

A Entropia na Atmosfera. Introdução

«O conceito de entropia, introduzido por Clausius, em 1865, como uma nova propriedade termodinâmica de um sistema, evadiu todas as áreas do saber humano. Assim, a entropia encontra aplicação, não só na Física, na Química e nas Engenharias, mas também na Economia, nas Humanidades, etc.. Em Meteorologia tem-se feito uso do conceito de entropia no estudo dos processos termodinâmicos da Atmosfera, através da utilização de diagramas termodinâmicos como o tefigrama, de diversas temperaturas potenciais, da análise de cartas isentrópicas, etc.. Contudo, o emprego da entropia, fora da termodinâmica da Atmosfera, não tem sido muito explorado. Algumas excepções pioneiras foram as de Wulf e Davis (1952), que apresentam um balanço de entropia com o objectivo de calcular o rendimento energético do ecossistema terrestre. Fortak (1978) apresentou um balanço global de entropia, considerando o sistema climático e os seus subsistemas como corpos negros, e fez uma tentativa para relacionar a actividade humana com o acréscimo da entropia ambiental. Dutton (1973) recorreu à entropia, fazendo uso da dualidade termodinâmica, numa tentativa de encontrar uma alternativa ao conceito de energia potencial disponível.

Paltridge (1975, 1978) procurou estabelecer um princípio mínimo de transferência de entropia a partir de uma função que está associada à entropia emitida pela Terra para o espaço, tendo obtido algum sucesso, ao conseguir reproduzir, com um modelo simplificado, um campo de temperatura próximo do que é observado. Mais recentemente, Callies (1989) e Lesins (1990) tentaram avaliar a geração de entropia associada à radiação, apesar das dificuldades inerentes à aplicação do conceito de entropia à energia radiante. Lesins, em particular, fazendo uso de modelos simplificados que individualizavam as diversas contribuições para a entropia da energia radiante, comprimento de onda, polarização e direccção (ângulo sólido), apresentou uma análise interessante sobre possíveis diferenças, significativas, entre os perfis de energia da radiação infravermelha e da entropia a ela associada.

Paltridge introduziu, no estudo do clima, uma visão termodinâmica, construindo um modelo, elementar, unidimensional do Globo (com oceanos e continentes), e da Atmosfera, em que, todos os fluxos de energia satisfaziam a uma lei Fickiana (proporcionais ao gradiente da temperatura). Procurou, assim, estabelecer um princípio extremante dos parâmetros que definem o clima, minimizando uma função das grandezas que definem a taxa de geração de entropia, em que a evolução do estado de equilíbrio correspondia ao estado de geração mínima de entropia. Este método procurava, por via heurística, estabelecer um princípio de mínimo, na esteira dos trabalhos de Prigogine (1967); contudo, os resultados são muito controversos. O transporte zonal de energia não é integralmente devido à transferência de calor. No entanto, à semelhança do que se faz na teoria da turbulência, é sempre possível conceber coeficientes empíricos, que uma vez ajustados, possam justificar os fluxos de energia que se observam na Atmosfera.

A hipótese, implícita em Paltridge, que sugere uma relação linear entre os fluxos de energia e o gradiente de temperatura num processo de difusão tradicional (viscosidade positiva), transformaria o estudo do clima num estudo de difusão de calor, equivalente ao de uma barra de metal. Nicolis e Nicolis (1980) realçam que o teorema de Prigogine não pode, em regime não linear, como é o da Atmosfera, ser aplicado e que, quando muito, podia aceitar-se que os coeficientes da difusão dependessem da temperatura e do seu gradiente, podendo mesmo, em certos casos, tratar-se de uma viscosidade negativa. Como se depreende da análise dos trabalhos anteriores ressalta a grande dificuldade do tratamento da entropia associada ao fluxo e à emissão de radiação. Para um corpo negro, em equilíbrio radiativo, a entropia, s, associada à radiação é conhecida há muito tempo, sendo dada por:

em que u é a energia específica e T a temperatura do corpo negro. No entanto, fora do equilíbrio, o problema da entropia associada à radiação é complexo e não foi possível, até hoje, resolvê-lo de modo satisfatório, apesar das tentativas de Sommerfeld (1956). Em face destas dificuldades utilizámos o método observacional, procurando inserir os resultados das observações em equações gerais do balanço da entropia, com uma formulação macroscópica adequada. Fundamentalmente, estas equações são generalizações do Segundo Princípio Fundamental da Termodinâmica, à Prigogine, em que se individualizam, de forma explicita, os termos de transferência e os processos termohidrodinâmicos, que conduzem à geração de entropia». In António Rodrigues Tomé, Balanços Globais e Regionais de Entropia, de Energia e de Massa da Atmosfera, Contribuição para o Estudo do Clima do Mediterrâneo, Departamento de Física, Universidade da Beira Interior, Covilhã, 1997.

Para o JPP! Que esteja em paz!

Cortesia da UBInterior/JDACT

Sobral de São Miguel. Covilhã: «A data mais antiga que se conhece referente ao Sobral é 1284 nos apontamentos dos inquiridores de D. Dinis numa carta militar onde referem a latitude e as coordenadas geográficas. Todavia as lendas apontam para uma origem muito anterior pela existência de uma rica vivenda árabe...»

Cortesia de mariocostapintor

Sobral de São Miguel é uma freguesia do concelho da Covilhã, com 686 habitantes (Censo de 2001). A origem desta aldeia remonta à era romana e esteve sempre associada à rota do sal. Mais tarde foi desenvolvida com a actividade das minas da Panasqueira com a exploração do volfrâmio.

Sobral de São Miguel antes era Sobral de Casegas. Passou a nominar-se Sobral de São Miguel depois do dia 27 de fevereiro de 1970 por Decreto-Lei n.º 69/70 de 27 de Fevereiro. Hoje é uma aldeia que continua a ser agradável, com alguns jovens e menos jovens que resistem com coragem tentando guardar uma tradição. Aldeia típica de construções de xisto mesmo ao pé da serra do Açor, ideal para passeios pedestres e muito mais.

 

Lendas

«Várias lendas se sucederam até aos nossos dias, muitas das quais foram ou se tornaram verdadeiras. São contadas Lendas sobre achados de potes com moedas antigas que se tornavam valiosas, riquezas dignas de permanecerem em museus nas localidades dos presumíveis achados».

Cortesia de freguesiasobralsaomiguel 

Origens

«O Sobral deriva do Nome Cabeço Sobral, souto de castanheiros pela sua altitude de 680 metros. Estas arvores predominavam entre os 550 metros e aquela altitude. Ali se instalaram os primitivos habitantes e alimentavam-se da pesca, da caça e dos frutos em especial da castanha. Assim a zona compreendida entre Porcim, Sarnadas, Pobreiro, Palários, Cadaval, Terrastal e o sitio onde hoje é o Sobral fixaram-se as pessoas ainda antes do século IV. As histórias destes locais têm grande relevo:

• Na Estacada próximo de Porcim havia um grupo de herdades árabes ou romanas.

Por ali acampavam nos maciços vales onde plantaram milagrosas árvores de porte:

• Sobreiros,
• Castanheiros,
• Oliveiras.

Na ribeira as famosas trutas pescavam e pelas encostas caçavam. A data mais antiga que se conhece referente ao Sobral é 1284 nos apontamentos dos inquiridores de D. Dinis numa carta militar onde referem a latitude e as coordenadas geográficas. Todavia as lendas apontam para uma origem muito anterior pela existência de uma rica vivenda árabe, já de base romana. Lendas frequentes que tesouros enterrados por mouros em potes e a presença de minas mouriscas que por esta zona abundavam e onde mineiros árabes já laboravam. D. Afonso III (D. Sancho I concedera foral à Covilhã e se tivermos presente que o senhorio mais antigo destas terras foi D. Filipe, homem bom da Covilhã recebera em 1284 as terras do Sobral como feitoria), doar o Sobral a Paio Correia a que lhe sucedera seu filho Afonso Correia e cujos terrenos da beira serra (sobra) e Teixoso herdou. D. João cedeu estes bens à ordem de Cristo. As vizinhas localidades de Silvares e Casegas à ordem dos Templários.

Cortesia deportugalape

Em 1505 o Sobral passa a pertencer à Comenda do Castelejo, da qual já faziam parte Silvares e Casegas. Em 1793 o Sobral é englobado na freguesia de Casegas. Em 1888 o Sobral separa-se de Casegas e torna-se uma freguesia cívil a 25 de Outubro (passando a ser o dia de aniversário da mesma). Em 1972 passa a denominar-se por Sobral de S. Miguel, até ali denominava-se Sobral de Casegas». In sobralardosia.

Cortesia de wikipedia/JDACT