Nuvens e seus efeitos na radiação solar em São Paulo

Na Região Metropolitana de São Paulo, foram estudadas as nuvens e seus efeitos na radiação solar. Para tanto, foram usadas observações visuais de nuvens, medições desde a superfície efetuadas por diferentes radiômetros, produtos dos satélites de órbita polar CALIPSO e CloudSat e o modelo de transferência radiativa 1-D LibRadtran.

Foi desenvolvida uma climatologia para o ciclo diurno da fração de cobertura de nuvens (1958-2016) usando dados de observações visuais. O ciclo diurno da cobertura de nuvens foi dominado por nuvens baixas, especialmente as estratiformes. Observaram-se diferenças entre o ciclo diurno das nuvens baixas cumuliformes e estratiformes. Além disso, houve uma tendência de aumento da fração de cobertura de nuvens baixas (1,6 %/década), especificamente das estratiformes (3,1 %/década), e das nuvens cirriformes (0,8%/década). Por outro lado, observou-se tendência de diminuição da fração de cobertura de nuvens médias (-2,4%/década).

A variabilidade sazonal e diurna do perfil vertical de nuvens foi analisada, com as nuvens atingindo maiores altitudes à noite e no verão. No inverno, as nuvens baixas predominaram.

A profundidade óptica efetiva da nuvem (ECOD), usando a transmitância total em 415 nm, e os efeitos instantâneos das nuvens sobre a radiação solar, de medições de irradiância solar global, foram estimados em sinergia com cálculos feitos com o LibRadtran. ECOD apresentou variabilidade diurna e sazonal com máximo na primavera (34,4) e no período da tarde (34,2) e mínimo pela manhã, próximo ao nascer do sol (25,5) e no inverno (26,9) para nuvens baixas. O efeito radiativo de onda curta apresentou dependência com relação à obstrução do disco solar pelas nuvens, o tipo de nuvem e fração de cobertura. A atenuação máxima foi observada para nuvens baixas com o céu totalmente nublado, com valor médio de redução de 72 % da irradiância global, comparada com condições de céu claro. Medianas de redução de nuvens médias e altas foram de 57 % e 33 %, respectivamente. Foram observados efeitos de incrementos da radiação solar (enhancement) de cerca de 10 % com duração de até 20 minutos, devido ao espalhamento pelas laterais das nuvens, em presença de todos os tipos de nuvens analisados, quando o disco solar não estava obstruído. O máximo de enhancement chegou até 50 % na presença de nuvens baixas.