atlas de radiacion 24042012
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Atlas de Radiacin Solar en Espaa utilizando datos del SAF de Clima de
EUMETSAT
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Autores:
Juan Manuel Sancho vila
Jess Riesco Martn
Carlos Jimnez Alonso
M Carmen Snchez de Cos Escuin
Jos Montero Cadalso
Mara Lpez Bartolom
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ndice general
1. Introduccin 5
1.1. Antecedentes y Objetivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2. Informacin contenida en el Atlas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Metodologa 7
2.1. Datos utilizados: Proyecto CM-SAF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2. Algoritmo de obtencin de valores de irradiancia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3. Evaluacin de la calidad de los datos de SIS y SID del CM-SAF frente a la red BSRN 12
2.4. La Red Radiomtrica Nacional de AEMET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4.1. Descripcin de la Red Radiomtrica Nacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4.2. Criterios de depuracin de los datos radiomtricos . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4.3. Validacin de valores de SIS y SID del CM-SAF frente a los datos de la Red
Radiomtrica Nacional (RRN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4.3.1. Validacin de la irradiancia global SIS frente a los datos de la RRN . 17
2.4.3.2. Validacin de la irradiancia directa SID frente a los datos de la RRN . 26
2.5. Tratamiento de los datos: obtencin de resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3. Mapas de Irradiancia Global y Directa en Espaa 29
3.1. Mapas de campos medios de Irradiancia Global y Directa en Espaa [1983-2005] . . . 29
3.2. Variabilidad en los campos de Irradiancia Global y Directa . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4. Irradiancias Global, Directa y Difusa en las capitales de provincia [1983-2005] 94
4.1. Galicia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.2. Asturias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.3. Cantabria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4. Pais Vasco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.5. Navarra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.6. Aragn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.7. Catalua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.8. Castilla Len . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.9. La Rioja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.10. Madrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
4.11. Castilla La Mancha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.12. Comunidad Valenciana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.13. Extremadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.14. Murcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.15. Andaluca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.16. Islas Baleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.17. Canarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.18. Ceuta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.19. Melilla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5. Tablas de valores medios y de percentiles de Irradiancias Global y Directa en las capitales
de provincia [1983-2005] 130
3
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6. Mapa del campo medio de Irradiancia Global en Europa y valores medios de Irradiancias
Global, Directa y Difusa en las principales capitales europeas [1983-2005] 153
A. La Radiacin Solar. 155
B. Software utilizado y tabla de conversin de unidades 157
C. Lista de Acrnimos 158
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1. Introduccin
1.1. Antecedentes y Objetivos.
La energa solar es una fuente de energa reno-
vable, que est en auge en los ltimos aos al tra-
tarse de un recurso inagotable y respetuoso con el
medio ambiente. Adems, existen un gran nme-
ro de aplicaciones de gran importancia social en el
campo de la arquitectura para el diseo de edica-
ciones, as como en ingeniera o la agricultura, por
citar solo algunos ejemplos. Espaa por su posicin
y climatologa es un pas especialmente favorecido
de cara al aprovechamiento de este tipo de ener-
ga. El objetivo de este atlas de radiacin solar es
precisamente cuanticar y presentar grcamen-
te, con suciente resolucin espacial, el promedio
mensual y anual de la radiacin solar que llega a
la supercie terrestre en Espaa. El anterior Atlas
de Radiacin Solar de AEMET, antiguo INM, da-
ta de 1984 (Font, 1984) y surge como complemento
al Atlas Climtico editado el ao anterior (Font,
1983). El esfuerzo realizado en aquel entonces, con
una red de radimetros en supercie no sucien-
temente densa y con tecnologas muy diferentes a
las disponibles hoy en da, qued plasmado en una
interesante obra que ha servido de importante refe-
rencia hasta la actualidad. Desde entonces han sur-
gido en Espaa distintos atlas monogrcos sobre
radiacin solar, fundamentalmente restringidos a
mbitos geogrcos de Comunidades Autnomas.
Como ejemplo de atlas basado en imgenes de sa-
tlite destaca el trabajo de Vzquez (2005) para
Galicia, en el que se utilizan datos del Meteosat
6 de los aos 2002, 2003 y 2004 y el mtodo de
estimacin de irradiancias llamado Heliosat-2. Al-
gn atlas abarca la Pennsula y Baleares, como
el de Vera et al. (2005), en el que se obtiene la
irradiacin solar a partir de un modelo estadsti-
co que utiliza imgenes del instrumento AVHRR
a bordo de los satlites meteorolgicos operados
por la organizacin norteamericana NOAA (Na-
tional Oceanic and Atmospheric Administration),
conjuntamente con datos de irradiacin solar pro-
cedentes de datos de supercie. Para su desarrollo
se analizaron 5 aos de datos (1998-2002) con la
nalidad de ofrecer resultados climatolgicos de ti-
po horario, diario, mensual y anual, con una reso-
lucin espacial determinada por la resolucin del
satlite utilizado, en este caso alrededor de un kil-
metro cuadrado en el punto nadir. Gran parte de la
informacin de radiacin solar disponible tiene co-
mo fuente de datos una red de estaciones situadas
en supercie. Sin embargo paulatinamente se han
ido introduciendo mediciones satelitales para ge-
nerar diversos productos de radiacin. Como refe-
rencias se pueden consultar diversos experimentos
o proyectos, tales como ERBE de CERES (Barks-
trom, 1989; Wielicki et al.,1996; Trenberth et al.,
2009), GERB (Harries et al., 2005), ISCCP (Ros-
sow et. al., 2004) y SRB de GEWEX (Coughlan,
1996 y Gupta et. al, 2006). Tambin han surgido
medidas a partir de clculos con modelos (Qian
et al., 2006). Como atlas o bases de datos de ra-
diacin que pueden considerarse como referencias
mundiales, merece la pena citar el atlas ESRA -
European Solar Radiation Atlas- (Scharmer et al.,
2000), comercializado por la Escuela de Minas de
Pars, as como el banco de datos National Solar
Radiation Data Base de los Estados Unidos http:
//rredc.nrel.gov/solar/old_data/nsrdb/ y el
World Radiation Data Center de la OMM en San
Petersburgo http://wrdc.mgo.rssi.ru.
AEMET a travs de este atlas nacional de ra-
diacin, trata de disponer de una referencia actua-
lizada que cubra todo el territorio con una resolu-
cin adecuada, en la que queden patentes los valo-
res medios anuales, estacionales y mensuales de la
radiacin solar que llega a supercie, considerada
horizontal, a partir de productos satelitales obte-
nidos del CM-SAF (Climate Satellite Application
Facilities) de la agencia para la explotacin de los
satlites meteorolgicos europeos EUMETSAT, en
su faceta de vigilancia del clima.
1.2. Informacin contenida en el
Atlas
A lo largo de este Atlas se recogen mapas, gr-
cos y tablas de valores medios mensuales, esta-
cionales y anuales de las variables superciales de
radiacin solar global, directa y difusa, en plano
horizontal, con una resolucin espacial de 33km
5
-
utilizando datos satelitales mensuales del pero-
do 1983-2005. Previamente, y para caracterizar el
margen de error de estos productos, en este tra-
bajo se presentan resultados de validaciones de los
datos satelitales realizadas por el SAF de Clima y
las llevadas a cabo con respecto a la Red Radio-
mtrica Nacional en supercie con la que cuenta
la Agencia Estatal de Meteorologa, en adelante
AEMET.
La radiacin directa es la irradiancia que alcan-
za la supercie, en un plano horizontal, proceden-
te nicamente del disco solar, mientras que la ra-
diacin difusa es la que incide igualmente en un
plano horizontal, procedente en este caso del resto
del cielo debido a los procesos de dispersin que
se producen en la atmsfera. La radiacin global
sera la suma de ambas irradiancias. La densidad
de energa solar radiante (o Irradiacin solar), es
la energa procedente del sol que llega a la unidad
de supercie terrestre durante un tiempo deter-
minado. Se suele expresar en kiloJulios por me-
tro cuadrado y da (kJm2da1) o en kilovatios-hora por metro cuadrado y da (kWhm2da1).Es precisamente en esta ltima unidad en la que
se expresan los mapas, grcos y tablas de este
Atlas, representando la energa solar expresada en
kWh recibida en un da en la unidad de superciehorizontal terrestre.
En importante destacar que si bien los datos
de irradiancia global y directa en plano horizon-
tal proporcionados por este atlas son importantes
para el desarrollo de plantas de energa solar, las
medidas que se ofrecen en este trabajo no son di-
rectamente comparables con las obtenidas en di-
chas plantas si los captadores de energa solar no
estn dispuestos en planos horizontales. Si embar-
go, estos datos pueden ser tiles, por ejemplo, en
la eleccin de los mejores emplazamientos para di-
chas instalaciones o para conocer la evolucin me-
dia mensual o estacional de las irradiancias recibi-
das en las distintas regiones de nuestra geografa.
-
2. Metodologa
2.1. Datos utilizados: Proyecto
CM-SAF
En Noviembre de 1992, EUMETSAT, cre
la red de centros especializados SAF (Satellite
Application Facilities)http://www.eumetsat.
int/Home/Main/Satellites/GroundNetwork/
ApplicationGroundSegment/SAFs/index.htm,
con el n de obtener un mejor aprovechamiento
de los datos procedentes de los satlites meteo-
rolgicos, mediante el desarrollo de algoritmos
y software para la obtencin de productos me-
teorolgicos derivados que complementen los
producidos y distribuidos por la central de EU-
METSAT en Darmstadt . Cada uno de los centros
SAF est especialzado en un tipo de productos y
liderado por un Servicio Meteorolgico Nacional.
Actualmente existen 7 proyectos SAF aprobados
y en operacin:
SAF para el apoyo al Nowcasting y la Predic-
cin a muy corto plazo.
SAF para los Ocanos y los Hielos Marinos.
SAF para el Control del Clima (CM-
SAF).
SAF para la Prediccin Numrica del Tiempo.
SAF para el Anlisis Supercial de Tierra.
SAF para el Ozono y Control de la Qumica
Atmosfrica.
SAF para la Meteorologa GRAS
1
.
SAF para el apoyo a la Hidrologa y la gestin
del Agua.
Para la elaboracin de este Atlas se han utiliza-
do datos del SAF para el control del Clima
(Climate Monitoring-SAF; CM-SAF), lidera-
do por el Servicio Meteorolgico Alemn (Deuts-
cher Wetterdienst; DWD). El CM-SAF fu creado
1
GRAS SAF: Sistema de radio ocultacin de satlites GPS
para la obtencin de perles verticales de presin, tem-
peratura y humedad en la atmsfera.
con el n de generar y archivar de forma continua
una serie de datos climatolgicos con el objetivo
de caracterizar el estado del clima y su variabili-
dad y analizar y diagnosticar parmetros climti-
cos para identicar y entender cambios en el siste-
ma climtico. Otro de los propsitos del CM-SAF
es proporcionar datos de entrada para modelos cli-
mticos con el n de estudiar distintos procesos
del sistema climtico a escala europea y global y
para la prediccin climtica. El estudio del clima
terrestre obliga a la obtencin de una base de da-
tos climatolgica a escala global y solo las obser-
vaciones obtenidas desde satlites meteorolgicos
pueden proporcionar este tipo de cobertura glo-
bal con una alta resolucin espacial y temporal.
En particular los satlites pueden proporcionar los
nicos datos disponibles sobre los ocanos y zonas
poco pobladas debido al escaso nmero de estacio-
nes meteorolgicas en supercie. Por otro lado, las
series de datos procedentes de satlites disponibles
en la actualidad empiezan a tener una cobertura
temporal adecuada para su utilizacin en anlisis
y estudios climticos. En concreto los datos de ra-
diacin utilizados en este trabajo comprenden un
perodo de 23 aos (1983-2005).
El CM-SAF proporciona datos climatolgicos
para algunas de las 44 variables climticas de-
nidas como Variables Climticas Esenciales (Es-
sential Climate Variables ; ESV) por el Sistema
Mundial de Observacin del Clima (SMOC) den-
tro de la Convencin Marco de las Naciones Uni-
das sobre el Cambio Climtico. En concreto las
variables que proporciona el CM-SAF incluye pa-
rmetros nubosos, albedo supercial, ujos radia-
tivos en supercie y en el techo de la atmsfera y
humedad atmosfrica (Schulz et. al., 2009). Para
este Atlas se han utilizado los conjuntos de da-
tos o datasets de irradiancia sobre una supercie
horizontal correspondientes a los parmetros: SIS
(Surface Incoming Solar radiation) y SID (Surfa-
ce Incoming Direct radiation) (Ver Figura 2.1). Es
importante sealar que existen dos categoras de
datos disponibles que son denominados productos
y datasets. Los productos son datos operativos va-
lidados utilizando estaciones en tierra y son pro-
7
-
porcionados en tiempo casi real, con precisin su-
ciente para la realizacin de estudios de variabi-
lidad en escalas temporales diurnas y estacionales.
Para estudios en los que se requieren evaluacio-
nes de tendencias o para estudios de variabilidad
interanual es necesario utilizar la categora de da-
tos denominada dataset. Los datasets son series
de datos corregidos de errores debidos a cambios
instrumentales en sucesivos satlites y otros efec-
tos ms sutiles como derivas en la respuestas es-
pectrales de los instrumentos debido a la degra-
dacin de los sensores o pequeas variaciones en
las medidas debido a ligeros cambios en la rbita
de los satlites. Adems, con el n de garantizar
la homogeneidad de la serie de datos satelitales
en los datasets, es necesario reevaluar los parme-
tros utilizando un nico algoritmo de obtencin.
Los datasets para la realizacin de este trabajo
corresponden, como se indic anteriormente, a los
parmetros SIS y SID. La variable SIS (Surface In-
coming Solar radiation), que corresponde a la irra-
diancia solar global, se dene como la irradiancia
que incide sobre la supercie horizontal en la ban-
da 0,24,0m. La variable SID (Surface IncomingDirect radiation), denominada irradiancia directa,
se dene como la irradiancia que incide sobre la
supercie horizontal en la banda 0,2 4,0m peroque procede directamente del disco solar. Estos da-
tasets son proporcionados por el CM-SAF [http:
//wui.cmsaf.eu/safira/action/viewHome] des-
de febrero de 2011.
Los datasets de SIS y SID, que comprenden el
perodo 1983-2005, han sido evaluados utilizando
informacin procedente de los satlites Meteosat
de primera generacin (Meteosat-2 al Meteosat-
7)
2
. Estos satlites disponan del radimetro MVI-
RI (Meteosat Visible Infra-Red Imager) con 3 ca-
nales: un canal en banda ancha en el visible que cu-
bre el rango 0,50,9m y 2 canales en el infrarrojoen las bandas 5,77,1m y 10,512,5m. La reso-lucin en el punto sub-satlite de este radimetro
es de 2,5km en el visible y de 5km en los canalesdel infrarrojo.
3
Los datos son proporcionados por
2
No se han utilizado datos del satlite Meteosat-1 por no
considerarse de suciente calidad para la obtencin de
medidas de calidad
3
Los satlites Meteosat Segunda Generacin disponen del
radimetro SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and In-
fraRed Imager) y del instrumento GERB (Geostatio-
nary Earth Radiation Budget), que proporcionan in-
formacin de muchos ms canales que los satlites de
Primera Generacin. El CM-SAF ha desarrollado algo-
ritmos para aprovechar la informacin adicional propor-
Figura 2.1.: Ejemplo de promedio mensual de irra-
diancia diaria (SIS del CM-SAF)
el CM-SAF en grids regulares en latitud-longitud
de 0,03o 0,03o(aproximadamente 3 3km) (VerCuadro 2.1).
2.2. Algoritmo de obtencin de
valores de irradiancia.
El algoritmo utilizado para el clculo de las va-
riables SIS y SID a partir de los datos brutos sa-
telitales se denomina MAGICSOL, el cual es una
combinacin del algoritmo gnu-MAGIC (Mesosca-
le Atmospheric Global Irradiance Code) (Mueller
et al, 2009) para el clculo de la irradiancia en
cielo despejado y el mtodo Heliosat (Hammer et
al., 2003), ampliamente extendido en la comuni-
dad de energa solar y utilizado para calcular el
albedo efectivo de las nubes (Efective Cloud Albe-
do; CAL) e incluir de este modo la inuencia de
stas en la irradiancia en supercie.
Una caracterstica importante del mtodo He-
liosat es que no requiere radiancias previamente
calibradas del satlite para realizar el clculo del
albedo efectivo de las nubes
4
. nicamente son ne-
cesarios como datos de entrada el nmero de cuen-
cionada por estos instrumentos. Sin embargo estos algo-
ritmos no pueden ser aplicados al radimetro MVIRI de
los satlites MFG.
4
Los valores de radiancia calibradas no estn disponibles
para los satlites Meteosat primera generacin.
-
Satlite / Instrumento Categora Variables Resolucin Periodo Tipo de datos
MFG (Met. 2-7)/ MVIRI Dataset SIS, SID 0,03o 0,03o( 3 3km) 1983-2005 Medias. mens. de val. diarios
Cuadro 2.1.: Caractersticas de los datos
tas
5
de las imgenes y utiliza un mtodo de auto-
calibracin para el clculo del albedo efectivo de
las nubes sin necesidad de datos precisos de ra-
diancias de manera que no inuye la degradacin
de los sensores ni otras fuentes de error como la
sustitucin de los satlites en este clculo. El albe-
do efectivo de las nubes calculado de esta manera
junto con informacin sobre el estado de la atms-
fera en cielo despejado (vapor de agua, aerosoles,
ozono) es utilizada como entrada en el algoritmo
MAGIC para obtener nalmente la irradiancia glo-
bal (SIS) y directa (SID) en supercie.
A continuacin se explica el mtodo bsico de
clculo de la irradiancia en supercie.
Albedo efectivo de las nubes; Efective
Cloud Albedo (CAL)
Es una medida adimensional denida co-
mo la cantidad de radiancia reejada por
el cielo relativa a la radiancia reeja-
da para condiciones de cielo despejado y
normalizada al mximo de radiancia re-
ejada por las nubes. Viene dado por la
expresin:
CAL =RRsfc
Rmax Rsfcdonde R es la radiancia observada, Rsfces la radiancia reejada en condiciones
de cielo despejado y Rmax es una medi-da de la radiancia mxima por las nubes.
Todas estas medidas son en nmero de
cuentas.
Este parmetro adimensional es la informacin nu-
bosa bsica necesaria para obtener la irradiancia
solar en supercie con el algoritmo MAGICSOL.
El mtodo utilizado para clcular CAL es el m-
todo Heliosat, descrito en Hammer et al., 2003 y
Cano et al., 1986. Por lo tanto, el albedo efecti-
vo de las nubes es la cantidad de energa reejada
5
Valor numrico bruto de salida digital del sensor que es
proporcional a la energa radiativa incidente en cada
pixel. No representa un valor calibrado de la medida
dependiendo el valor mximo del nmero de bits dispo-
nibles para la determinacin de los niveles discretos en
cada pixel.
con respecto a la que se reejara con cielo des-
pejado, normalizada a la mxima reectividad de
las nubes. Los datos de entrada para el clculo
de CAL proceden del canal de banda ancha en el
visible(0,50,9m) del instrumento MVIRI de lossatlites MFG (Meteosat 2-7), utilizndose nme-
ro de cuentas para cada pixel (no radiancias). El
mtodo original Heliosat ha sido modicado para
incluir una autocalibracin que corrige de cambios
instrumentales y degradacin de los sensores utili-
zando medidas de una regin en el Ocano Atlnti-
co elegida por tener abundante nubosidad durante
todo el ao
6
. En cuanto a la precisin alcanzada
en el clculo de CAL, para el 90% de los valores el
sesgo (BIAS) es menor de 0.1 para valores medios
mensuales de valores diarios.
Irradiancia global en supercie; Surface
Incoming Radiation (SIS)
Se dene como el ujo de irradiancia de
onda corta en supercie que incide sobre
la supercie horizontal en la banda 0,24,0m. Tambin demoninada irradianciaglobal en supercie.
El albedo efectivo de las nubes (CAL), est rela-
cionado con la irradiancia en supercie (SIS) por
medio del ndice de cielo despejado (k), el cual sedene como:
k =SIS
SIScls
donde SIS es la irradiancia incidente en superciepara unas condiciones de nubosidad determinadas
y SISclses la irradiancia incidente en supercie encondiciones de cielo despejado. El albedo efecti-
vo de las nubes se relaciona con el ndice de cielo
despejado por la expresin:
k = 1 CAL si CAL [0,2, 0,8]
Esta expresin viene dada por la Ley de Conserva-
cin de la Energa. Una vez determinado el valor
6
La regin utilizada se encuentra entre 15oW y 0oW y en-tre 58oS y 48oS. Por esta zona del Atlntico Sur pasanfrecuentemente sistemas frontales con gran nubosidad
asociada, siendo por tanto una regin adecuada para
analizar la respuesta instrumental a la mxima reecti-
vidad atmosfrica debida a las nubes.
-
del ndice de cielo despejado k, por su propia de-nicin se puede obtener SIS con la expresin:
SIS = k SISclsdonde SIScls es la irradiancia en cielo despeja-do calculado mediante el algoritmo gnu-MAGIC
(Mueller et al., 2004, 2009). En general, el valor
de k se obtiene utilizando expresiones empricascon el n de corregir errores debidos a saturacin
del sensor en casos de alta reectividad nubosa y
ruido estadstico. Por lo tanto, el ndice de cielo
despejado, k segn los valores de CAL viene dado
por:
CAL < 0,2 k = 1,2CAL [0,2, 0,8] k = 1 CALCAL [0,8, 1,1] k = 2,067 3,667 CAL+ 1,667 CAL2CAL > 1,1 k = 0,05
Como se indic anteriormente, la irradiancia in-
cidente en supercie en cielo despejado SISclsescalculada usando el mtodo gnu-MAGIC que se
describir ms adelante. En cunto a la preci-
sin alcanzada en la estimacin del SIS, para el90% de los valores medios mensuales de los valo-
res diarios el valor absoluto del sesgo es menor
7
de
10Wm2.
Irradiancia directa en supercie; Direct
Irradiance at Surface (SID)
Se dene como la irradiancia de onda
corta en supercie que incide sobre la
supercie horizontal en la banda 0,2 4,0m , procedente directamente del discosolar sin sufrir ningn proceso de disper-
sin en la atmsfera.
Para el clculo de SID para unas condiciones de-terminadas de nubosidad se utiliza la expresin de
Mueller et. al (2009):
SID = SIDcls((1 CAL) 0,38 CAL))2,5
donde SIDclses la irradiancia directa en super-cie en condiciones de cielo despejado calculada
usando el mtodo gnu-MAGIC y CAL es el albedoefectivo de las nubes. Esta frmula es una adap-
tacin del modelo de radiacin difusa de Skart-
veith et al. (1998). Para valores de CAL mayoresde 0.6 la irradiancia directa es cero, lo cual est
de acuerdo con las observaciones. En cuanto a la
7
A este valor hay que aadir la incertidumbre de las me-
didas en las estaciones de referencia en tierra.
precisin alcanzada en la estimacin del SID, pa-ra el 90% de los valores medios mensuales de los
valores diarios el valor absoluto del sesgo es menor
de 15Wm2.
Mtodo gnu-MAGIC
Como se ha visto anteriormente, la determina-
cin de la irradiancia directa y global de onda cor-
ta en supercie requiere el clculo previo de los
valores de dichas variables en condiciones de cielo
despejado, es decir de las variables SIScls y SIDclspara la irradiancia global y directa respectivamen-
te. Con este n, se utiliza el mtodo MAGIC (Me-
soscale Atmospheric Irradiance Code), basado en
clculos realizados utilizando un modelo de trans-
ferencia radiativa (RTM) y tablas de consulta con
datos previamente calculados para diferentes es-
tados discretos de la atmsfera. Este algoritmo
est descrito en detalle y su cdigo fuente pro-
porcionado en el link: http://sourceforge.net/
projects/gnu-magic .
El mtodo de clculo est basado en el mtodo
de Pinker y Laslo (1992) y Mueller et al. (2004),
cuyo esquema puede visualizarse en la Figura 2.2.
El principio de conservacin de la energa en una
columna atmosfrica nos permite estimar la trans-
misividad atmosfrica en banda ancha a partir de
la reectividad en el techo de la atmsfera.
La idea bsica del algoritmo de obtencin de SIS
es que existe una relacin en la banda 0,24,0mentre la reectividad (R) en el techo de la atms-fera, que se puede obtener directamente de las me-
didas registradas por los satlites, y la transmisi-
vidad atmosfrica (T ) o ratio entre la irradianciaen la supercie y la correspondiente en el techo de
la atmsfera. Una vez conocida esta relacin, es
posible calcular T y la irradiancia en supercie, esdecir el SIS. Por tanto, existen relaciones del tipo:
T = fi(R) (1)
dondeR es la reectividad en el techo de la atmfe-ra, T es la transmisividad atmosfrica e i = 1 . . . Nrepresenta a cada una de las diferentes condiciones
supercie-atmsfera caracterizadas por los siguien-
tes parmetros: albedo supercial, cantidad de ga-
ses absorbentes en la atmsfera (ozono, vapor de
agua) y partculas difusoras (molculas, aerosoles,
gotas nubosas). Estas relaciones entre T y R se cal-culan previamente mediante un modelo de trans-
ferencia radiativa (Mayer and Kylling, 2005) y se
obtienen previamente unas tablas (LUT, Look-
Up Tables) que se utilizan posteriormente para el
-
Figura 2.2.: Funcionamiento del mtodo gnu-MAGIC para el clculo de la irradiancia en supercie
clculo de T en funcin de R para cada una delas condiciones de observacin. La razn del uso
de tablas clculadas previamente para el clculo
de la transmisividad atmosfrica en lugar de rea-
lizar los clculos directamente mediante el modelo
de transferencia radiativa es exclusivamente para
ahorrar tiempo computacional, ya que es enorme la
cantidad de datos satelitales para producir series
homogneas de datos de alta calidad tiles para
la realizacin de estudios climticos. Hay que te-
ner en cuenta que los clculos se realizan en cada
uno de los pxeles de las imgenes de reectividad
obtenidas por el satlite.
El siguiente paso es la obtencin de R a partir de
las medidas de albedo en el techo de la atmsfera
obtenida por los radimetros de los satlites. Final-
mente se utilizan las tablas obtenidas previamente
para las condiciones atmsfera-supercie que pre-
valecen en el momento de la medida para obtener
T y con este valor se realiza la estimacin de lairradiancia en supercie (SIS) mediante la expre-sin:
SIS = E0 cos()T (2)
donde E0 es la irradiancia solar en la cima de laatmsfera (Constante Solar), es el ngulo zeni-tal y T la transmisividad atmosfrica.Para el clculo de las tablas, el modelo de trasfe-
rencia radiativa utilizado es el libRadtran (Mayer
and Kylling, 2005). Se han tenido en cuenta sime-
tras inherentes a la relacin entre los diferentes
estados atmosfricos y la transmisividad con el n
de identicar una serie de procesos linealmente in-
dependientes entre ellos y por lo tanto reducir el
nmero de entradas en las tablas con el consiguien-
te ahorro adicional en tiempo de clculo. Los pro-
cesos que pueden considerarse como linealmente
dependientes se han tratado utilizando parametri-
zaciones para estimar su inuencia en la transmi-
sividad y por lo tanto en la irradiancia en super-
cie. Este es el caso del vapor de agua, el ozono y
el albedo supercial para los que se han denido
valores jos en las tablas
8
y posteriormente se han
utilizado frmulas de parametrizacin para tener
en cuenta la inuencia de sus variaciones en los
valores de SIS (Schulz et al., 2009) y (Mueller et
al., 2009).
Las tablas de consulta (LUT) para la obtencin
de la irradiancia se han calculado para 24 bandas
espectrales diferentes entre 0,25m y 3,6m paravarias concentraciones de aerosoles diferentes. Los
parmetros de entrada en MAGIC son: la fecha,
la hora, el ngulo cenital del Sol, latitud, longi-
tud, albedo efectivo de las nubes (CAL), densidad
815kgm2 para el vapor de agua, 345UD para el ozono y0,2 para el albedo supercial
-
de vapor de agua en columna, espesor ptico de
aerosoles y albedo simple por difusin debido a
aerosoles. Las resultados de salida del cdigo MA-
GIC son las irradiancias global y directa en cielo
despejado (SISclsy SIDcls).
Informacin de entrada del estado atmosfrico
en el Modelo de Transferencia Radiativa
(RTM)
Aerosoles: Los aerosoles tienen un efecto impor-
tante en la irradiancia en supercie, ya que absor-
ben y difunden radiacin solar. Es necesario dis-
poner de informacin tanto del tipo como de la
profundidad ptica de aerosoles como datos de en-
trada en el modelo de transferencia radiativa. Para
el clculo de la irradiancia directa solo es impor-
tante la profundidad ptica de aerosoles (Aerosols
Optical Depth; AOD), ya que este parmetro es-
t directamente relacionado con la atenuacin de
la radiacin directa. Sin embargo, para la deter-
minacin de la irradiancia global es importante
disponer de informacin acerca del tipo de aero-
soles debido a que este determina la relacin en-
tre la absorcin y la difusin por partculas. Tam-
bin el parmetro de asimetra depende del tipo
de aerosoles, y determina la relacin entre la difu-
sin hacia adelante y hacia atrs (forward y back-
scattering), que es igualmente importante en la
determinacin de la irradiancia global en super-
cie. Los valores medios mensuales de aerosoles
con una resolucin de 1o 1o son obtenidos dela climatologa de aerosoles de Kine et al. (2005),
basados en el proyecto AEROCOM (Aerosol Com-
parisons between Observations and Models) http:
//dataipsl.ipsl.jussieu.fr/AEROCOM/. La uti-
lizacin de valores climtolgicos de aerosoles jun-
to con los altos contrastes en las caractersticas
del suelo en Espaa, pueden inducir errores en la
cuanticacin de la irradiancia incidente que de-
ben tenerse en consideracin.
Vapor de Agua: El vapor de agua absorbe de
forma importante en el rango de radiacin de on-
da corta. La sensibilidad del vapor de agua en la
irradiancia en supercie depende tanto del ngulo
cenital como de la cantidad de vapor de agua en co-
lumna, siendo mucho ms importante las variacio-
nes del vapor de agua en la irradiancia en super-
cie cuando la atmsfera presenta bajos contenidos
de humedad. Los valores mensuales de vapor de
agua en columna con una resolucin de 0,5o0,5o
son obtenidos de los datos del reanlisis global del
ECMWF (ERA-40 y ERA-Interim
9
) y posterior-
mente son interpolados a cada pixel. El hecho de
que la resolucin de los reanlisis del ERA-40 y
ERA-Interim es muy inferior a 3km, unido a la
orografa compleja caracterstica de muchas zonas
de Espaa, la cual no est representada por los mo-
delos numricos, implica que existirn diferencias
de los valores estimados de vapor de agua con res-
pecto a los valores reales lo que supone una fuente
de error a tener en cuenta en la estimacin de la
irradiancia en supercie.
Ozono: El ozono no absorbe de forma importan-
te en el rango del canal de banda ancha en el visible
del radimetro MVIRI aunque es un importante
absorbente en el UV. Los valores de ozono utili-
zados provienen de la climatologa de Krmer et
al., (2003). La sensibilidad de la irradiancia en su-
percie a variaciones de ozono de 100UD es solode aproximadamente 1Wm2, indicando que no escrtica la determinacin precisa de la cantidad de
ozono en los clculos de irradiancia en supercie.
Otras limitaciones de los valores SIS y SID
En regiones en las cuales existe una alta reec-
tividad en cielo despejado debido, por ejemplo, a
la existencia persistente de nieve en invierno en
zonas de alta montaa, reduce el contraste entre
situaciones de cielo nuboso y cielo despejado con-
duciendo a una mayor incertidumbre en la estima-
cin del CAL y por lo tanto en la determinacin
del SIS y SID. Esto puede ser una fuente de error
igualmente en zonas con una alta reectividad en
supercie.
En algunos campos de SIS y SID aparecen lneas
horizontales debido a diferentes estrategias de es-
caneo de los primeros satlites MFG.
2.3. Evaluacin de la calidad de
los datos de SIS y SID del
CM-SAF frente a la red
BSRN
El nico mtodo objetivo de evaluar de forma
cuantitativa la precisin de los algoritmos que se
9
Los datos de vapor de agua hasta 1989 son obtenidos del
ERA-40 mientras que a partir de 1990 se utilizan datos
del ERA-Interim
-
aplican a los datos brutos satelitales para el clcu-
lo de los datos derivados de irradiancia incidente
de onda corta en supercie, es mediante estudios
de validacin de dichos datos con medidas de irra-
diancia in-situ obtenidas en estaciones radiomtri-
cas en tierra.
El CM_SAF realiza validaciones para el segui-
miento de la precisin y calidad de los datos pro-
ducidos utilizando como referencia datos de la red
BSRN (Baseline Surface Radiation Measurement),
sin embargo existe una notoria escasez de estacio-
nes radiomtricas de referencia en supercie que
lleven a cabo medidas de ujos radiativos de al-
ta calidad que puedan ser utilizadas para reali-
zar comparaciones y validaciones con los datos del
CM-SAF. Por ejemplo, en el estudio de validacin
de CM-SAF de los datos de categora dataset de
SIS y SID en el perodo 1983-2005 no se ha utili-
zado ninguna estacin localizada en Espaa (CM-
SAF, Validation Report, 2011). Con el n de eva-
luar la calidad de los datos para Espaa utilizados
en la elaboracin de este atlas se ha considera-
do necesario realizar una validacin adicional uti-
lizando como referencia estaciones de la Red Ra-
diomtrica Nacional de AEMET. En este apartado
se muestran los resultados de la validacin realiza-
da por el CM-SAF frente a las estaciones BSRN,
explicando en el apartado 2.4 los de la compara-
cin realizada con las estaciones de AEMET .
En el Cuadro 2.2 se muestran las coordenadas
geogrcas de las 12 estaciones pertenecientes a la
red de referencia BSRN que han sido utilizadas en
la validacin realizada por el CM-SAF utilizando
datos mensuales en el perodo 1992-2005 (Posselt
et. al., 2011). Las estaciones seleccionadas estn
en su mayora en el hemisferio norte y cubren una
amplia variedad de regiones climticas, pero como
se puede observar no hay ninguna localizada en la
Pennsula Ibrica.
El CM-SAF llev a cabo la comparacin de los
promedios mensuales de los valores diarios de SIS
con los correspondientes registrados en las estacio-
nes en tierra obteniendo los parmetros estadsti-
cos mostrados en el Cuadro 2.3, en el que se mues-
tran tanto el sesgo medio o BIAS, el valor medio de
las desviaciones absolutas MAD, la desviacin es-
tandar SD y la resolucin espacial de los datos. El
CM-SAF, con el n de cuanticar la calidad de los
datos ha establecido unos objetivos de calidad m-
nimos que deben alcanzar dichos datos basados en
el parmetro estadstico Mean Absolute Deviation
Estacin Pais Lat.(o) Lon.(o)
Bermuda Bermuda 32.27 -64.67
Camborne Reno Unido 50.22 -5.32
Carpentras Francia 44.05 5.03
De Aar Surfrica -30.67 23.99
Florianopolis Brasil -27.53 -48.52
Lerwick Reino Unido 60.13 -1.18
Lindenberg Alemania 52.21 14.12
Payerne Suiza 46.81 6.94
Sede Boger Israel 30.9 34.78
Solar Village Arabia Saudita 24.91 46.41
Tamanrasset Algelia 22.78 5.51
Toravere Estonia 58.25 26.46
Cuadro 2.2.: Relacin de las 12 estaciones pertene-
cientes a la red BSRN utilizadas en la
validacin de datos del CM-SAF.
(MAD)
10
. En el caso de los promedios mensuales
de SIS este criterio determina como objetivo que
el MAD sea inferior a 10Wm2, con un umbralpara la aceptacin de los datos de 15Wm2. Co-mo se observa en el Cuadro 2.3 el valor de MAD
es de 7,76Wm2(0,19kWh m2dia1) siendo estevalor claramente inferior al objetivo marcado por
el CM-SAF. Existen otros conocidos datasets de
valores mensuales de irradiancia en supercie de
cobertura global como el obtenido por el proyec-
to ERAinterim (Berrisford et al., 2009) y por los
proyectos GEWEX (Coughlan, 1996 y Gupta et.
al., 2006) e ISCCP (Rossow et. al., 2004). El pro-
yecto ERAInterim proporciona una serie de datos
de irradiancia en supercie basada en un reanlisis
utilizando el modelo del Centro Europeo de Pre-
diccin a Plazo Medio (ECMWF, www.ecmwf.int)
comprendiendo el perodo 1989 hasta el presente.
La resolucin de los datos es de 1o 1o siendolas salidas del modelo cada 6 horas promediadas
mensualmente para su comparacin con los datos
de SIS entre los aos 1989 y 2005. Los datasets de
los proyectos ISCCP y GEWEX abarcan el pero-
do 1983-2005 y se basan en los mismos satlites
geoestacionarios y polares, aunque dieren en los
algoritmos de obtencin de los valores radiativos
en supercie y en la resolucin espacial, siendo de
2,5o 2,5o en el caso de ISCCP y de 1o 1o parael dataset de GEWEX. En ambos casos, los datos
10
El Mean Absolute Deviation (MAD) es la media de los
valores absolutos de las diferencias entre las los datos
SIS (yk)y las observaciones en tierra (ok) y BIAS es lamedia de estas diferencias:
MAD =1
n
nk=1
| yk ok | y BIAS = 1n
nk=1
(yk ok)
-
Fuente de datos No. de meses Bias(Wm2) MAD(Wm2) SD(Wm2) Resolucin espacialSIS (CM-SAF) 878 4.24 7.76 8.23 0,03o 0,03oERAinterim 878 5.48 10.41 12.15 1o 1oGEWEX 878 -2.42 12.03 11.03 1o 1oISCCP 878 -0.02 11.56 11.25 2,5o 2,5o
Cuadro 2.3.: Parmetros estadsticos de la comparacin de distintas fuentes de datos radiomtricos con
las 12 estaciones BSRN.
diarios son promediados mensualmente para poder
contrastarlos con los valores SIS. El resultado de
las comparaciones mostrado en el Cuadro 2.3 indi-
ca que la calidad de los valores de irradiancia del
CM-SAF es sensiblemente mayor que la alcanzada
por el resto de los proyectos. Adems es muy des-
tacable la mayor resolucin espacial (0,03o0,03o)de los valores del CM-SAF.
En el caso de la irradiancia directa SID el ob-
jetivo de calidad jado por el CM-SAF es que
el MAD sea inferior a 15Wm2 con un umbralpara la aceptacin de los datos en este caso de
20Wm2. En el Cuadro 2.4 se muestran los pa-rmetros estadsticos para las comparaciones del
SID del CM-SAF frente a las estaciones de la red
BSRN, observndose que el valor del MAD es de
11,00Wm2(0,26kWh m2dia1)cumpliendo elobjetivo de calidad establecido.
En resumen y a la vista de estos resultados, es
posible armar que los datos de SIS y SID proce-
dentes del CM-SAF se pueden considerar los ms
precisos y con mayor resolucin espacial de los
disponibles actualmente con una cobertura global.
Sin embargo, para caracterizar adecuadamente la
calidad de los datos en la regin espaola, es nece-
sario reproducir un procedimiento similar de vali-
dacin utilizando datos de estaciones radiomtri-
cas emplazadas en nuestra regin de estudio. En el
siguiente apartado se describe la red de estaciones
radiomtricas de AEMET as como la metodolo-
ga y los resultados de las validaciones realizadas
utilizando los datos de estas estaciones.
2.4. La Red Radiomtrica
Nacional de AEMET
2.4.1. Descripcin de la Red
Radiomtrica Nacional
La medida sistemtica de la irradiancia en su-
percie en Espaa comenz en los aos 60, aunque
no fue hasta principios de los 70 cuando siguien-
do las directrices de la Organizacin Meteorolgi-
ca Mundial se cre el Centro Radiomtrico Nacio-
nal. Hasta la dcada de los 90 no se puede hablar
de una Red Radiomtrica Nacional (RRN) pro-
piamente dicha, si bien con muy pocas estaciones
obteniendo nicamente datos de radiacin global.
Fue en los aos 2005 y 2006 cuando se llev a ca-
bo el que podra considerarse el mayor proceso de
actualizacin y modernizacin de la Red mediante
la instalacin de seguidores solares automticos y
nuevos sensores y adquisidores de datos, amplin-
dola a 25 estaciones radiomtricas completas de
medida de radiacin en banda ancha. Desde en-
tonces la evolucin de los sensores y equipos ha
sido constante tanto en su resolucin espacial co-
mo temporal y espectral.
Actualmente la Red Radiomtrica Nacional
(RRN) est constituida por 59 puntos de medi-
da (Figura 2.3). En las llamadas estaciones radio-
mtricas principales de la RRN se llevan a cabo
las medidas de las siguientes variables: irradian-
cia solar global, difusa y directa, ultravioleta B
(UVB) e irradiancia infrarroja atmosfrica y te-
rrestre (Figura 2.4). Las estaciones radiomtricas
estn equipadas para las medidas de irradiancia
global y difusa con piranmetros Kipp-Zonen mo-
delos CM-11 y CM-21, con un rango espectral de
305-2800 nm y con una incertidumbre de 2 %. Enel Cuadro 2.5 se muestra informacin relativa las
especicaciones tcnicas de los piranmetros CM-
11 y CM-21.
La calibracin de los piranmetros y pirhelio-
metros de la RRN se lleva a cabo por compara-
cin al sol frente a patrones secundarios calibra-
dos en el PMOD/WRC (Physikalisch - Meteoro-
logisches Observatorium Davos, World Radiation
Center) que trasladan la referencia radiometrica
WRR (World Radiometric Reference) del grupo de
mundial de normalizacin WSG (World Standard
Group). La calibracin de pirgeometros se lleva a
cabo por comparacin al sol frente a patrones se-
cundarios calibrados en el PMOD/WRC que tras-
ladan la referencia del grupo de normalizacin de
radiacin infrarroja WISG (World Infrared Stan-
-
Fuente de datos No. de meses Bias(Wm2) MAD(Wm2) SD(Wm2) Resolucin espacialSID (CM-SAF) 805 0.89 11.00 15.67 0,03o 0,03o
Cuadro 2.4.: Parmetros estadsticos de la comparacin de SID del CM-SAF con las 12 estaciones
BSRN.
Figura 2.3.: Red Radiomtrica Nacional (RRN) de
AEMET
dard Group). El proceso de calibracin conduce
a la modicacin, en su caso, de la constante del
equipo o factor de calibracin, es decir el factor de
conversin de la seal en milivoltios a valores de
irradiancia en W/m2.
Desde noviembre de 2006 la Red Radiometrica
Nacional de AEMET opera bajo un Sistema de
Gestin de Calidad (en adelante SGS) certica-
do con norma ISO 9001:2008. Este SGC obliga a
operar bajo unos procedimientos generales y espe-
ccos de trabajo que inciden directamente sobre
la calidad de los datos. Entre los ms importantes:
realizacin y control del mantenimiento pre-
ventivo y correctivo de las estaciones
realizacin y control de planes de calibracin
bianuales de todos los sensores de la red
control sobre la trazabilidad de las calibracio-
nes
realizacin y seguimiento de indicadores de
datos
2.4.2. Criterios de depuracin de los
datos radiomtricos
Adems del proceso de calibracin descrito ante-
riormente, los archivos de datos minutales son dia-
riamente revisados y corregidos de posibles errores
Figura 2.4.: Disposicin de los sensores en una
Estacin Radiomtrica completa de
AEMET
Figura 2.5.: Los piranmetros y pirhelimetros son
calibrados peridicamente frente a
sensores patrn.
CM-11 CM-21
Rango espectral 305-2800nm 305-2800nm
Tiempo de resp. (95%) 12s 5s
Inestabilidad (cambio/ao) 0,50 % 0,50 %Desv. de lin. (0 1000W/m2) 0,60 % 0,20 %Depend. de sensib. con T 1 % 1 %Precisin est. val. diarios 3 % 2 %
Cuadro 2.5.: Especicaciones tcnicas de los pira-
nmetros Kipp-Zonen modelos CM11
y CM21 instalados en las estaciones
radiomtricas de AEMET.
-
instrumentales procedentes del sistema de adqui-
sicin, segn los siguientes criterios:
Eliminacin de valores nocturnos conforme a
las horas de orto y ocaso diarias.
Eliminacin de posibles oset de equipos.
Eliminacin de datos errneos debidos a rui-
dos en las seales de los sensores.
Eliminacin de valores puntuales de datos de
radiacin difusa superior a los de radiacin
global.
Eliminacin de valores errneos debidos a mal
funcionamiento de los equipos (seguidor mal
orientado, banda de sombra mal ubicada, cor-
tes de energa, ventanas y domos sucios, nive-
laciones errneas, equipos descalibrados,. . . )
Validacin de datos por comparacin con da-
tos de estaciones cercanas y otras variables
meteorolgicas (insolacin, nubosidad, preci-
pitacin, . . . ).
Asimismo los archivos de datos horarios son va-
lidados antes de su ingestin en el Banco Nacio-
nal de Datos Climatolgicos (BNDC) de AEMET,
mediante la aplicacin sucesiva de los siguientes
controles de calidad:
El total diario de radiacin global GLd,difusa DFd y directa DTd ha de ser igual a lasuma de los valores horarios
GLd =
Ni=1
GLi ; DFd =
Ni=1
DFi ; DTd =
Ni=1
DTi
donde N= nmero de horas tericas de inso-
lacin.
La radiacin global diaria GLdno ha desuperar el valor terico estimado para el tope
de la atmsfera en ese punto GLOd
GLd GLOdLa radiacin difusa horaria DFi no ha de su-perar el valor de la radiacin global horaria
GLi en cada hora.
Los datos horarios de radiacin global,
directa y difusa han de ser consistentes:
GLi = DFi + sen()DTi
donde es la elevacin solar.
La radiacin horaria global GLi, difusa DFiy directa DTi no han de superar el valormximo registrado en un da claro con alta
transparencia atmosfrica (efemrides de
GLCi, DFCi y DTCi)
GLi GLCi ; DFi DFCi ; DTi DTCi
Los datos calibrados y depurados son nalmente
enviados a las bases de datos de AEMET y de la
OMM (Centro Mundial de Datos de Radiacin en
San Petersburgo).
Previo a la utilizacin de los datos de radiacin
global en este atlas, se ha llevado a cabo una de-
puracin de la serie histrica adoptando los crite-
rios de calidad propuestos en el Atlas Europeo de
Radiacin Solar (European Solar Radiation Atlas,
ESRA) desarrollado por la cole de Minas de Paris
en el ao 2000 (Scharmer et. al., 2000).
Este atlas propone la validacin de los datos de
radiacin realizando una serie de controles de cohe-
rencia temporal, coherencia espacial y autoconsis-
tencia de los datos. En concreto, los criterios uti-
lizados han sido los siguientes:
El total de radiacin global diario GLd ha deser igual a la suma de los valores horarios.
GLd =
Ni=1
GLi
donde N es el nmero de horas tericas de insola-cin.
La radiacin global diaria GLd no ha de supe-rar el valor terico estimado para el tope de
la atmsfera en ese punto GLOd.
GLd GLOd
La radiacin global diaria GLd no ha de supe-rar el valor de la radiacin mxima registrado
en un da claro con alta transparencia atmos-
frica GLCd.
GLd GLCd
La radiacin global diaria Gd ha de superar
un umbral mnimo. Este umbral se ha estable-
cido en funcin de los valores de KTd (ndicede claridad atmosfrica), denido como la ra-
zn:
-
KTd =GLdGLOd
El valor de KTd mnimo se ha establecido a par-tir de los valores calculados en versiones anteriores
del Atlas. Para Europa suroccidental el valor m-
nimo es KTdmin = 0,03, valor que ha de registrar-se en condiciones de cielo cubierto con nubosidad
muy abundante y espesa.
Comparacin con los valores registrados en es-
taciones prximas:
El establecimiento de este criterio slo es vlido
en el caso de redes de observacin sucientemente
densas. El mtodo consiste en estimar la radiacin
global diaria para una estacin determinada y para
cada da, a partir de la que se ha registrado en
otras estaciones que estn a una distancia menor o
igual a la distancia de referencia. El Atlas Europeo
de Radiacin Solar propone que esta distancia sea
de 200 km. La radiacin global estimada, Gd, secalcula utilizando un mtodo gravitatorio segn la
expresin:
Gd =N
i=1(GdiWi)Ni=1Wi
donde
N es el nmero de estaciones en un crculo deradio 200 km alrededor de la estacin en cuestin.
Gdi es el valor de radiacin medido en la estacinvecina i.
Wi =
(1 di
RdiR
)2es el peso con el que contribuye a
la estimacin de la radiacin global la estacin ve-
cina i y R es el radio de la Tierra (6.371 Km).Parael clculo de la distancia efectiva entre la estacin
en cuestin y la estacin i se ha adoptado la pro-puesta por Zelelnka & Lazic (1987):
di =
(dhor i)2 + (4hi f)2siendo:
dhor i la distancia horizontal entre la estacin encuestin y la estacin vecina i.
4hi la diferencia de altitud entre la estacin encuestin y la estacin vecina i.
f un factor de correccin igual a 0.1.La distancia horizontal dhor ise calcula mediantela expresin dhor i = Ri donde ies el ngulo enradianes, tal que:
cos i = (sin 1 sin i) + (cos 1cosi cos(1 i))siendo 1 la latitud de la estacin en cuestin,
i la latitud de la estacin vecina i. 1la longitud
de la estacin en cuestin y i la longitud de laestacin vecina i.
Este valor diario de Gd se calcula para cada es-tacin y para cada da, evalundose mensualmente
la diferencia Gd Gdcon la expresin:
4G =k=nodas delmes
k=1
(Gd Gd)k
La evaluacin del MBE (mean bias error) y del
RMSE (root mean square error) de esta diferencia
permite establecer el criterio de que un dato se
considera dudoso si MBE es, en valor absoluto,
superior a 10% y si RMSE es superior al 30%.
Comparacin con otras variables meteorolgi-
cas
La medida de la radiacin solar est muy relacio-
nada con la de otras variables meteorolgicas. En
el Atlas Europeo de Radiacin Solar se establecen
criterios de validacin de los datos basados en esta
relacin. En el caso de la radiacin solar diaria se
acepta la relacin de Angstrom entre la radiacin
solar global y la duracin de la insolacin con el
objetivo de detectar errores en la medida de una
de estas dos variables. El establecimiento de este
criterio no se ha realizado en este trabajo.
2.4.3. Validacin de valores de SIS y
SID del CM-SAF frente a los
datos de la Red Radiomtrica
Nacional (RRN)
2.4.3.1. Validacin de la irradiancia global
SIS frente a los datos de la RRN
Para la realizacin del estudio de validacin de
los datos mensuales de SIS frente a estaciones ra-
diomtricas de AEMET, se han seleccionado 29
estaciones de dicha red con datos ininterrumpidos
durante el perodo 2003-2005, es decir, cubriendo
los ltimos 3 aos de dataset de SIS del CM-SAF.
Tambin se ha tenido en cuenta como criterio de
seleccin la adecuada cobertura de todo el territo-
rio de estudio, siendo las estaciones seleccionadas
representativas de las diferentes regiones climti-
cas con distintos regmenes de nubosidad de Espa-
a. En el Cuadro 2.6 se muestran las coordenadas
geogrcas de las estaciones seleccionadas.
-
Estacin Radiom. Indic. Lat.(o) Lon.(o)
Alicante 8019 38.28 -0.55
Almera 6325O 36.85 -2.36
Badajoz 4478G 38.88 -7.02
Barcelona 0201D 41.39 2.20
Bilbao 1082 43.3 -2.93
Ciudad Real 4121 38.98 -3.91
A Corua 1387 43.36 -8.41
Fuerteventura C249I 28.44 -13.86
Gando C649I 27.92 -15.38
Girona 0367 41.90 2.75
Granada 5530E 37.18 -3.78
Ibiza B954 38.88 1.37
Jerez de la Frontera 5960 36.75 -6.06
Lanzarote C029O 28.95 -13.6
Logroo 9170 42.45 -2.33
Madrid-CRN 3194U 40.45 -3.72
Mlaga 6156 36.71 -4.48
Murcia 7178I 38.00 -1.17
Oviedo 1249I 43.35 -5.86
Salamanca 2867 40.95 -5.50
San Javier 7031 37.78 -0.80
Santander 1111 43.48 -3.8
San Sebastin 1024E 43.30 -2.03
Santiago 1428 42.88 -8.41
Soria 2030 41.77 -2.5
Tenerife Sur C429I 28.04 -16.56
Toledo 3260B 39.88 -4.05
Valladolid 2422 41.65 -4.77
Vilanova 1479I 42.58 -8.80
Cuadro 2.6.: Relacin de las 29 estaciones perte-
necientes a la Red Radiomtrica Na-
cional utilizadas en la validacin de
datos del CM-SAF.
Realizando un estudio anlogo al realizado por
el CM-SAF en el que se utilizaron estaciones per-
tenecientes a la red BSRN y haciendo uso en este
caso de datos de 25 estaciones radiomtricas en
la pennsula y baleares y 4 estaciones canarias de
la RRN, se han calculado los parmetros estads-
ticos, BIAS, MAD, SD y el cuadrado del coe-
ciente de correlacin de Pearson (Ver Cuadro 2.7).
En este cuadro tambin se muestran los resultados
obtenidos seleccionando las estaciones radiomtri-
cas de Santander, Madrid y Murcia, con datos que
abarcan un perodo de tiempo signicativamente
mayor que el utilizado en el caso de las 25 esta-
ciones y comparable con el perodo total de datos
utilizados en el Atlas (9 aos en el caso de San-
tander y 14 aos para Madrid y Murcia). Tam-
bin se ha obtenido la recta de correlacin lineal
de los datos de SIS frente a las medidas en tierra,
as como las diferencias absolutas entre los valores,
tanto para las 25 estaciones conjuntamente como
para las estaciones de Madrid, Santander y Mur-
cia y las 4 estaciones canarias (Ver Figuras 2.6 a
2.8). Los resultados obtenidos, para el conjunto de
las 25 estaciones de la pennsula y baleares, indi-
can un valor medio de las desviaciones absolutas
de 12,23Wm2que representa una desviacin me-dia de los valores de SIS con respecto a las me-
didas en tierra del 6,7 %. Este valor es algo supe-rior al marcado como objetivo de calidad por el
CM-SAF (10Wm2) pero es inferior al umbral es-tablecido de aceptacin de los datos (15Wm2).El sesgo o bias medio en las medidas SIS frente
a los valores en tierra indica un error sistemtico
de 11,14Wm2 o 0,26KWhm2dia1. En cuantoa los resultados para las series de datos ms largas
de las estaciones de Santander, Madrid y Murcia,
se pueden extraer las siguientes conclusiones:
El coeciente de correlacin de Pearson de los
datos mensuales de SIS frente a los datos de
irradiancia en tierra para estas 3 estaciones es
incluso mejor al calculado con los datos de las
25 estaciones a pesar de incrementarse signi-
cativamente el perodo de tiempo de estudio.
El BIAS, MAD y SD aumenta hacia latitudes
ms bajas siendo mayor en Murcia seguido de
Madrid y Santander, donde se registran los
valores ms bajos.
Las diferencias absolutas entre el SIS y la irra-
diancia crece con el valor de la irradiancia in-
cidente.
La tendencia en las diferencias absolutas de
SIS e irradiancia registradas en las estaciones
en tierra tambin es mayor hacia el sur.
La dispersin de los datos es mayor al aumen-
tar la irradiancia global incidente.
Con el n de caracterizar geogrcamente y se-
gn la poca del ao el error en la estimacin de
la irradiancia global, se han elaborado mapas que
muestran los valores ploteados del MAD y BIAS
obtenidos al comparar los valores de SIS con la
irradiancia global de 29 estaciones radiomtricas
en la pennsula y baleares. En la Figura 2.9 se
muestran los valores para todo el periodo (2003-
2005) de MAD y BIAS y en las Figuras 2.10 y
2.11 se muestran los valores de MAD para las cua-
tro estaciones del ao.
Se aprecia, conrmando lo observado anterior-
mente, que considerando todo el perodo, los valo-
res de MAD y BIAS son muy similares y que los
valores mximos se dan en el sureste peninsular,
observndose un claro gradiente de MAD y BIAS
-
Figura 2.6.: Rectas de regresin de los datos mensuales SIS frente a los datos de irradiancia solar global
y de las diferencias absolutas para las 25 estaciones radiomtricas peninsulares del Cuadro
2.6 y para la estacin de Madrid.
-
Figura 2.7.: Rectas de regresin de los datos mensuales SIS frente a los datos de irradiancia solar global
y de las diferencias absolutas para las estaciones de Santander y Murcia.
-
Fuente de datos [Aos] Meses Bias(Wm2) Bias(%) MAD(Wm2) MAD(%) SD(Wm2) C.Pearson (R2)25 Estac. Rad. [03-05] 770 11.14 6.2 12.23 6.7 14.41 0.990
Santander [97-05] 105 6.03 4.1 6.75 4.5 7.83 0.995
Madrid [92-05] 167 13.52 7.0 13.53 7.0 14.62 0.997
Murcia [92-05] 168 15.65 7.8 15.71 7.8 17.00 0.995
4 Estac. Rad. Canarias [03-05] 77 16.24 7.84 16.47 7.9 19.36 0.976
Cuadro 2.7.: Parmetros estadsticos de la comparacin de distintas fuentes de datos radiomtricos con
las estaciones de la RRN de AEMET.
Figura 2.8.: Rectas de regresin de los datos mensuales SIS frente a los datos de irradiancia solar
global y de las diferencias absolutas para las estaciones radiomtricas en Tenerife-Sur
(Aep), Lanzarote, Fuerteventura y Gando (Gran Canaria).
en la direccin noroeste-sureste. Tambin es desta-
cable los valores bajos de los errores en el Valle del
Ebro y los relativamente altos en Castilla Len. A
lo largo del ao y por orden creciente de los valo-
res de MAD, es en primavera y verano cuando las
diferencias entre los valores satlitales y los obte-
nidos en tierra son menores, seguidos del invierno,
siendo nalmente en otoo cuando se dan los valo-
res mximos de MAD sobre todo en el sureste de
la pennsula, intensicndose el gradiente noreste-
sureste de MAD mencionado anteriormente. Los
valores mximos en el sureste peninsular en otoo
pueden explicarse por la suma de varios factores,
entre los que se encuentran los errores asociados a
la estimacin de la cobertura nubosa (algoritmo de
obtencin del albedo efectivo de las nubes; CAL)
y las incertidumbres propias de los mtodos de es-
timacin del vapor de agua atmosfrico y cantidad
de aerosoles en suspensin.
Los errores en la estimacin del vapor de agua en
columna debido a la baja resolucin de los rean-
lisis del ERA-40 y ERA-Interim y a la complicada
orografa caracterstica de muchas zonas de Espa-
a, no representada con suciente resolucin por
los modelos numricos, puede dar lugar a incerti-
dumbres importantes en la estimacin de los va-
lores de SIS, sobre todo en regiones y pocas del
ao donde la variabilidad de vapor de agua y su
gradiente es mayor (sureste peninsular en verano y
otoo). Se estima que la sensibilidad del vapor de
agua en el clculo de SIS es mayor en situaciones
atmosfricas con bajo contenido de vapor de agua
con diferencias del orden de 20Wm2para varia-ciones de solo 5mm en el contenido de vapor deagua en columna (Mller et. al., 2011). Por otra
parte, la estimacin de los valores medios men-
suales de aerosoles a partir de la climatologa de
aerosoles de Kine et al. (2005) con una resolucin
-
de 1o 1o, parece tener tambin una incidenciaa tener en cuenta en el error en la estimacin del
SIS, sobre todo en regiones como el sureste pe-
ninsular que en verano se ven ms afectadas por
masas de aire procedentes del continente africano
con alta carga de aerosoles. Por ejemplo, una in-
certidumbre tpica de 0.1 en el espesor ptico de
aerosoles (para un valor de 0.2) puede da lugar a
incertidumbres de 10Wm2para un ngulo cenitalde 60o o de 20Wm2para un ngulo cenital de 0o
(Mller et. al., 2011). Los altos valores de MAD en
verano y otoo en el sureste de la pennsula (Fi-
guras 2.10 y 2.11) son coherentes con una posible
infravaloracin de la cantidad de vapor de agua y/o
la cantidad de aerosoles con la consiguiente sobre-
estimacin observada en el valor del SIS, aunque
como se indic anteriormente, las incertidumbres
asociadas a la estimacin de la nubosidad proba-
blemente juegue un papel igualmente importante
en la explicacin de estas diferencias.
En cuanto al invierno, las mayores diferencias se
dan en el noroeste peninsular, muy probablemente
debido a la mayor nubosidad y a las nieblas per-
sistentes propias de esta poca del ao en dicha
regin y a la incertidumbre asociada a su estima-
cin.
Entre las recomendaciones de mejoras futuras
del algoritmo de obtencin de SIS que se plantean
en el Informe de Validaciones del CM-SAF (Pos-
selt et. al., 2011) se incluyen tanto el aumento de
la resolucin espacial y temporal de los campos de
vapor de agua como la sustitucin de la climatolo-
ga de aerosoles por campos de datos observacio-
nales que ofrezcan campos ms adecuados de estos
importantes absorbentes.
En cualquier caso, los resultados se pueden con-
siderar satisfactorios con una estimacin de las di-
ferencias de las medidas de SIS frente a los valores
en tierra de aproximadamente un 6.7% y rear-
man la conveniencia del uso de los datos SIS para
la realizacin de estudios de campos medios de ra-
diacin sobre Espaa. Posteriores estudios de vali-
daciones con datos del 2006, muestran una mayor
coincidencia de los datos in-situ con las medidas
satelitales (Sancho et. al 2011).
-
40N 40N
0E
0E
4.4
8.4
6.3
4.3
6.9
7.3
4.1
9.8
7.8
7.8
10.3
6.2
7.2
7.3
9.1
8.7
7.9
5.0
5.2
6.0
4.0
9.7 10.3
4.38.2
5.7
6.6
4.8
7.0
[SIS-RRN] 2003-2005% Mean Absolute Deviation (MAD)
0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
1010
1111
1212
1313
1414
15
40N 40N
0E
0E
3.2
8.4
6.3
4.3
6.9
7.3
0.7
9.8
7.8
7.7
10.3
6.2
6.6
7.3
9.1
8.7
7.9
4.6
4.0
6.0
4.0
9.7 10.3
3.68.2
5.5
6.6
4.8
7.0
[SIS-RRN] 2003-2005% BIAS
0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
1010
1111
1212
1313
1414
15
Figura 2.9.: Mean Absolute Deviation (MAD) y BIAS para 29 Estaciones Radiomtricas durante el
perodo 2003-2005
-
40N 40N
0E
0E
4.3
6.7
4.4
3.8
6.2
5.3
1.9
7.9
4.6
7.6
10.6
4.6
5.6
6.1
8.2
9.0
5.9
3.5
4.5
5.6
2.6
7.2 11.1
3.56.3
3.0
5.5
3.8
6.6
[SIS-RRN] 2003-2005 Primavera [MAM]% Mean Absolute Deviation (MAD)
0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
1010
1111
1212
1313
1414
15
40N 40N
0E
0E
4.4
8.8
6.3
6.6
5.8
6.5
2.8
7.6
7.1
6.1
5.9
5.3
10.1
6.2
11.2
6.9
6.9
2.5
3.8
5.7
4.1
7.8 10.6
1.16.7
4.8
4.7
4.4
5.5
[SIS-RRN] 2003-2005 Verano [JJA]% Mean Absolute Deviation (MAD)
0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
1010
1111
1212
1313
1414
15
Figura 2.10.: Mean Absolute Deviation (MAD) para Primavera (MAM) y Verano (JJA) (29 Estaciones
Radiomtricas)
-
40N 40N
0E
0E
4.4
10.4
7.2
4.9
7.0
9.8
4.6
11.5
10.9
8.8
11.5
7.2
7.5
8.4
9.9
9.1
10.3
4.9
6.0
7.1
4.7
11.8 12.5
6.611.4
10.5
8.3
5.9
6.6
[SIS-RRN] 2003-2005 Otonio [SON]% Mean Absolute Deviation (MAD)
0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
1010
1111
1212
1313
1414
15
40N 40N
0E
0E
4.7
7.1
7.4
2.6
8.5
7.1
8.4
12.1
7.8
8.7
12.5
7.8
5.9
8.3
7.4
9.8
9.0
9.1
6.3
5.9
4.8
10.7 6.5
4.98.6
7.4
8.5
5.7
10.1
[SIS-RRN] 2003-2005 Invierno [DEF]% Mean Absolute Deviation (MAD)
0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
1010
1111
1212
1313
1414
15
Figura 2.11.: Mean Absolute Deviation (MAD) para Otoo (SON) e Invierno (DEF) (29 Estaciones
Radiomtricas)
-
2.4.3.2. Validacin de la irradiancia directa
SID frente a los datos de la RRN
Se ha realizado tambin la comparacin de las
medidas de irradiancia directa del SID del CM-
SAF con los valores de las estaciones de Madrid
y Murcia en el perodo 1992-2005. Para ello, pri-
mero se han evaluado los valores de irradiancia di-
recta en plano horizontal a partir de los valores de
los pirhelimetros CH1 de Kipp&Zonen instalados
en ambas estaciones. Los resultados se muestran
en el Cuadro 2.8 y en la Figura 2.12. En el caso
de la estacin de Madrid el valor de MAD es de
13,28Wm2siendo menor que el objetivo de cali-dad jado por el CM-SAF ( 15Wm2). Para la es-tacin de Murcia el MAD es 21,97Wm2, superan-do ligeramente el valor umbral de aceptacin de los
datos establecido por el CM-SAF (20Wm2). Losvalores de MAD y BIAS son de nuevo muy simila-
res, lo cual parece conrmar que los altos valores
de MAD son coherentes con una posible sobrees-
timacin observada en el valor del SID debido a
la infravaloracin de la cantidad de vapor de agua
y/o la cantidad de aerosoles como se observ en
el caso de la irradiancia global. Sin embargo, co-
mo ya se indic anteriormente, el error debido a la
estimacin de la cobertura nubosa tambien puede
ser un factor importante en la explicacin de estas
diferencias.
-
Fuente de datos [Aos] Meses Bias(Wm2) Bias(%) MAD(Wm2) MAD(%) SD(Wm2) C.Pearson (R2)Madrid [92-05] 159 12.90 10.07 13.28 10.4 15.90 0.984
Murcia [92-05] 165 21.94 17.17 21.97 17.2 25.1 0.964
Cuadro 2.8.: Parmetros estadsticos de la comparacin de la irradiancia directa (SID) con 2 estaciones
de la RRN de AEMET.
Figura 2.12.: Rectas de regresin de los datos mensuales SID frente a los datos de irradiancia solar
directa y de las diferencias absolutas para las estaciones de Madrid y Murcia.
-
2.5. Tratamiento de los datos:
obtencin de resultados
Como se mencion anteriormente, los datos uti-
lizados para la elaboracin de este atlas han si-
do proporcionados por el proyecto SAF de Clima
de EUMETSAT comprendiendo el perodo 1983-
2005. En concreto se han seleccionado los prome-
dios mensuales de los valores diarios de las va-
riables correspondientes a la irradiancia global y
directa en onda corta sobre una supercie hori-
zontal (SIS, y SID). Los campos medios totales
as como los medios mensuales de irradiancia glo-
bal y directa para todo el perodo disponible se
han evaluado utilizando principalmente el softwa-
re CDO (Climate Data Operators) desarrollado en
el Instituto Max Planck (Schulzweida et al., 2011)
y son mostrados usando el software de visualiza-
cin grca MAGICS, desarrollado y proporciona-
do por el ECMWF (ECMWF, 2011). Posterior-
mente se ha obtenido la irradiancia difusa (ujo
radiativo de onda corta que no proviene directa-
mente del disco solar) por simple sustraccin de
la irradiancia directa de la irradiancia global, es
decir DIF = SIS SID. Las grcas de evolu-cin anual media de la irradiancia global, directa
y difusa para las capitales de provincia se han rea-
lizado utililizando el paquete grco y estadstico
R (http://www.r-project.org/).
En cuanto al tratamiento de los datos errneos
en los pxeles de los campos mensuales en el clcu-
lo de los promedios se han calculado los valores
medios con los datos vlidos para cada pixel. Es
decir, si en un pixel de un campo para un mes
dado existe un valor errneo, este valor no se ha
considerado en la media y se ha obtenido el pro-
medio prescindiendo de l en la muestra total.
-
3. Mapas de Irradiancia Global y Directa en
Espaa
3.1. Mapas de campos medios
de Irradiancia Global y
Directa en Espaa
[1983-2005]
En las siguientes guras se muestran los cam-
pos medios de irradiancia global (SIS) y directa
(SID) para la regin peninsular, Islas Baleares y
las Islas Canarias tanto en sus valores medios to-
tales considerando todo el perodo 1983-2005 en
las primeras 2 grcas, como los campos medios
estacionales y para cada uno de los meses del ao
en las siguientes. En estos mapas, el ujo radiati-
vo est expresado en kWh m2 da1 , por loque para determinar la energa incidente durante
un periodo basta multiplicar los valores indicados
por el nmero de das en ese periodo.
Con respecto a los campos medios totales, son
destacables las siguientes caractersticas generales
en cuanto a la irradiancia incidente en Espaa:
Existe un marcado gradiente latitudinal
de irradiancia global y directa en la pennsula
Ibrica con valores mximos en Andaluca y
Murcia, mnimos en la costa norte de Galicia,
norte de la cordillera Cantbrica, Pas Vasco
y la Rioja y valores intermedios en el centro
peninsular.
Dicho gradiente radiativo hacia el Sur se
acenta de forma importante en las ca-
denas montaosas con orientacin predo-
minante Este-Oeste. Es el caso llamativo de la
Cordillera Cantbrica y Pirineos, registrndo-
se los contrastes radiativos ms acusados de
la pennsula entre las regiones de la cordillera
Cantbrica y Pirineos y norte de estas con las
situadas al sur de dichas alineaciones monta-
osas.
La meseta Norte recibe menor cantidad
de radiacin que la meseta Sur con un im-
portante gradiente en el Sistema Central. Es
destacable, sin embargo un mximo secunda-
rio de irradiancia al norte de vila y nordeste
de Salamanca.
El Valle del Ebro registra tambin valores
de irradiancia relativamente altos.
Asimismo es relevante el importante au-
mento en la irradiancia observado ha-
cia el sur de Sierra Morena y Sistema
Btico, con los valores mximos peninsula-
res registrados en las zonas costeras del golfo
de Cdiz, valle del Guadalquivir y las provin-
cias orientales andaluzas. La cantidad de ra-
diacin disminuye nicamente en los sistemas
orogrcos en Cdiz, oeste de la provincia de
Mlaga, Sierra Nevada y Sierra de Cazorla.
La cantidad de radiacin est modulada
por los sistemas montaosos debido a la
existencia de nubes orogrcas de cierta per-
sistencia, siendo la radiacin recibida menor
en estas regiones con la excepcin de las zo-
nas altas en las islas de La Palma y Tenerife
en donde la radiacin en supercie es mayor
por ser la altitud superior a la altura de la in-
versin del alisio y por tanto del llamado 'mar
de nubes'.
En la costa mediterrnea existe un nti-
do contraste norte-sur ms acusado en la
Comunidad Valenciana y costa norte de Ca-
talua.
En las Islas Baleares el aumento radiati-
vo sigue la direccin Nordeste-Suroeste
con valores de irradiancia media mayores en
Ibiza y menores en Menorca y obviamente en
la Sierra de Tramontana de Mallorca.
En las Islas Canarias se registran los ma-
yores valores de irradiancia con contras-
tes acusados debido a la nubosidad oro-
grca estancada al norte y este de las islas,
asociada a los vientos alisios del Nordeste. Por
otra parte, el gradiente de radiacin sigue la
direccin Nordeste-Suroeste. Es reseable un
29
-
aumento respecto a la Pennsula Ibrica
de la fraccin de la radiacin difusa en
la irradiancia global debido a la menciona-
da abundancia en las islas, de nubosidad aso-
ciada a la inversin del alisio y a la frecuente
presencia de aerosoles en suspensin de origen
sahariano.
En cuanto a la dependencia estacional del ujo
radiativo incidente se observan las siguientes ca-
ractersticas:
El gradiente latitudinal observado en la
irradiancia global y directa es ms impor-
tante durante los meses de verano que
en invierno. Esta caracterstica ya fue ob-
servada por Inocencio Font en el Atlas de
la Radiacin Solar en Espaa (Font, 1984).
Adems este gradiente es ms acusado en la
mitad norte peninsular que en la mitad sur,
sobre todo en verano cuando en el sur penin-
sular apenas existe ese contraste. El marcado
gradiente radiativo Norte-Sur delimitado por
la cordillera Cantbrica es una de las caracte-
rsticas fundamentales a resear durante todo
el ao. Un ejemplo llamativo es el mes de Ju-
lio, con valores radiativos muy similares en
toda la pennsula con la excepcin de la baja
irradiancia presente en la cornisa Cantbrica.
Los valores mnimos de radiacin se re-
gistran durante todo el ao en la zo-
na que comprende el norte de Galicia,
Cantabria, Asturias y Pas Vasco, espe-
cialmente en el norte de Galicia y Pas Vasco
durante los meses de Diciembre a Febrero.
Un rasgo notable es que durante la prima-
vera, existe un mximo de energa ra-
diativa al nordeste del mar de Alborn,
siendo las provincias del sudeste peninsular
las que reciben mayor cantidad de radiacin.
Sin embargo, este mximo se va despla-
zando lentamente hacia el oeste a medida
que nos acercamos al verano, de manera que
en el mes de Mayo se puede apreciar la exis-
tencia de otro mximo en el golfo de Cdiz
con valores importantes de radiacin tambin
en el suroeste peninsular. Ya en el mes de Ju-
nio el mximo radiativo ms marcado pasa a
ser el situado en el Suroeste peninsular, regis-
trndose los valores mximos de irradiancia
en Huelva, Cdiz y Suroeste de Sevilla. Du-
rante los meses de Julio y Agosto este mximo
en el Suroeste se extiende de forma muy im-
portante hacia el Norte, siendo los valores m-
ximos los recibidos en Extremadura y norte
de Toledo. Esta caracterstica se aprecia cla-
ramente en el mapa de irradiancia directa de
Julio. Hasta el mes de Septiembre el mximo
radiativo se mantiene al Suroeste peninsular
y es en el mes de Octubre, cuando la situacin
se reequilibra y la distribucin radiativa vuel-
ve a ser simtrica. De hecho, en la gura que
muestra la radiacin recibida ordenada en or-
den decreciente para las distintas capitales de
provincia, se evidencia que durante los meses
de Julio y Agosto las ciudades de Cceres, Ba-
dajoz, Huelva y Cdiz reciben ms cantidad
de irradiancia global que Almera y Murcia.
En las Islas Canarias el gradiente obser-
vado en la direccin Nordeste-Suroeste
se acenta durante los meses de verano,
apareciendo de Junio a Agosto, un mnimo
de irradiancia al norte de la pennsu-
la de Anaga en Tenerife y al Norte de
Gran Canaria.
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Irradiancia Global media [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
3.003.063.063.123.123.193.193.253.253.313.313.383.383.443.443.513.513.573.573.643.643.703.703.773.773.833.833.903.903.963.964.034.034.094.094.164.164.234.234.294.294.364.364.424.424.494.494.554.554.624.624.684.684.754.754.814.814.884.884.944.945.015.015.075.075.145.145.205.205.275.275.335.335.405.405.465.465.50
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Irradiancia Directa media [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
1.501.601.601.711.711.811.811.911.912.012.012.122.122.222.222.322.322.422.422.532.532.632.632.732.732.832.832.942.943.043.043.143.143.243.243.353.353.453.453.553.553.653.653.763.763.863.863.963.964.064.064.174.174.274.274.374.374.474.474.584.584.684.684.784.784.884.884.994.995.095.095.195.195.295.295.405.405.50
Figura 3.1.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Irradiancia Global media en Primavera (Mar, Abr, May)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Irradiancia Directa media en Primavera (Mar, Abr, May)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.328.558.558.778.778.80
Figura 3.2.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Irradiancia Global media en Verano (Jun, Jul, Ago)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Irradiancia Directa media en Verano (Jun, Jul, Ago)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.328.558.558.778.778.80
Figura 3.3.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Irradiancia Global media en Otono (Sep, Oct, Nov)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Irradiancia Directa media en Otono (Sep, Oct, Nov)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.328.558.558.778.778.80
Figura 3.4.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Irradiancia Global media en Invierno (Dic, Ene, Feb)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Irradiancia Directa media en Invierno (Dic, Ene, Feb)[1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.328.558.558.778.778.80
Figura 3.5.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Enero [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Global media
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Enero [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Directa media
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.328.558.558.778.778.80
Figura 3.6.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Febrero [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Global media
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Febrero [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Directa media
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.328.558.558.778.778.80
Figura 3.7.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Marzo [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Global media
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Marzo [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Directa media
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.328.558.558.778.778.80
Figura 3.8.:
-
40N 40N
0E
0E
SIS (CM-SAF)Abril [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Global media
1.101.201.201.401.401.601.601.801.802.002.002.202.202.402.402.602.602.802.803.003.003.203.203.403.403.603.603.803.804.004.004.204.204.404.404.604.604.804.805.005.005.205.205.405.405.605.605.805.806.006.006.206.206.406.406.606.606.806.807.007.007.207.207.407.407.607.607.807.808.008.008.208.208.408.408.608.608.80
40N 40N
0E
0E
SID (CM-SAF)Abril [1983-2005] (Kwh m-2 dia-1)
Irradiancia Directa media
0.200.230.230.450.450.680.680.900.901.121.121.351.351.581.581.801.802.032.032.252.252.482.482.702.702.932.933.153.153.383.383.603.603.833.834.054.054.284.284.504.504.724.724.954.955.175.175.405.405.625.625.855.856.076.076.306.306.526.526.756.756.976.977.207.207.427.427.657.657.877.878.108.108.328.