BALANCE DE ENERGIA EN EL SISTEMA TIERRA Y ATMOSFERA

No toda la energía emitida por el sol llega a la superficie de la tierra. Gran parte es detenida y devuelta al espacio, pero la que entra es la causa de los movimientos de la atmosfera, de su circulación general y de todos los fenómenos que en ella generan.

En la meteorología, el sol es el motor principal y único.

El calor que llega a la atmosfera procedente del interior de la tierra a través de la corteza, así como el emitido por las estrellas, puede considerarse como insignificante comparado con el que viene del sol.

1. RADIACION ELECTROMAGNETICALa energía electromagnética es una energía

radiante cuyas primeras manifestaciones se conocieron bajo la forma de luz y calor.

Esta radiación es emitida por ondas electromagnéticas.

Las ondas electromagnéticas se llaman también ondas hertzianas en honor a su descubridor, él físico alemán Rodolfo Hertz.

La energía radiante se produce por la transformación de la energía interna de los cuerpos, cualquiera que sea su estado físico.

En el campo de la meteorología solamente es de interés una pequeña porción del espectro electromagnético, que es el que corresponde al espectro solar desde el infrarrojo al ultravioleta, denominada ondas luminosas.

2. EL CUERPO NEGROEl cuerpo negro es un cuerpo ideal que

absorbe por completo todas las radiaciones de cualquier longitud de onda sin reflejarlas ni difundirlas y sin dejar q atraviesen su masa.

Su reflectividad es cero.El cuerpo negro emite la energía absorbida en

forma de radiación, esta supone la radiación total en todas las frecuencias o longitudes de onda.

La denominación de cuerpo negro se debe a que la temperatura ambiente apenas emite la luz pero a temperaturas elevadas es el mas brillante.

3. RADIACION SOLAR

Es toda la energía que llega a la atmosfera y a la tierra procedente del exterior emitida por el sol.

El sol rige y gobierna todos los fenómenos de la naturaleza, el clima, la circulación general de la atmosfera, los movimientos oceánicos excluyendo las mareas, el ciclo hidrológico e incluso los combustibles solidos como el petróleo y el carbón.

3.1 RADIACION VISIBLE:Es la luz blanca procedente del sol, esta integrada

por un conjunto de luces monocromáticas de diferentes longitudes de onda comprendidas entre 380 nm y 780 nm.3.2 RADIACION TERRESTRE

es la radiación que llega a la tierra como un cuerpo negro a 6000 °K.3.3 ATENUACION DE LA RADIACION SOLAR EN SU PASO POR LA ATMOSFERA

llamamos intensidad de radiación solar al numero de calorías enviadas por el sol por unidad de tiempo y unidad de área sobre una superficie perpendicular a los rayos.

3.4 RADIACION SOLAR SOBRE UNA SUKPERFICIE INCLINADAla cantidad de radiación solar que llega a una

superficie irradiada depende no solo de la intensidad de la radiación solar sino también del ángulo de inclinación con que los rayos alcanzan la superficie considerada.3.5 ABSORCION DE LA RADIACION SOLAR EN LA ATMOSFERA

la absorción es un fenómeno mediante e cual la radiación emitida por un cuerpo es amortiguada o extinguida por la sustancia que atraviesa. En este proceso la energía radiante se transforma en calor, es decir en movimiento de las partículas del cuerpo absorbente.

3.6 DIFUSION DE LA RADIACION SOLAR EN LA ATMOSFERAla difusión consiste simplemente en la dispersión en

todas direcciones de los rayos solares y esto es posible en la atmosfera no solo por las moléculas de gas sino también por las partículas en suspensión, el vapor de agua y las nubes.3.7 RADIACION TERRESTRE Y DE LA ATMOSFERA

la superficie de la tierra y la atmosfera se calientan y por tanto también son emisores radiactivos, si bien a temperatura mucho mas baja que la procedente del sol.3.8 ABSORCION DE LA RADIACION DE ONDAS LARGAS

la radiación de onda larga hacia el exterior es atenuada entre otros factores por absorción de ciertos componentes de la atmosfera principalmente el vapor de agua y en menor proporción por el dióxido de carbono, metano y otros gases de la atmosfera.

4. ALBEDOSe llama albedo de un cuerpo a la fracción de la energía

de la radiación incidente que es reflejada por el cuerpo.El albedo planeta tierra considerado en su conjunto es la

fracción que en el limite superior de la atmosfera es devuelto al espacio.

El albedo de las nubes es la porción de radiación reflejada por la superficie nubosa.

El albedo de las superficie terrestre es el porcentaje de radiación que la tierra devuelve por reflexión.

La suma de las tres reflexiones constituye la energía reflectada por la tierra y representa el albedo total expresado como una fracción de la energía procedente del sol.

5. CALOR SENSIBLE Y CALOR LATENTELa tierra emite el calor también por procesos no radiantes que constituyen flujos de calor sensible y calor latente.

5.1 CALOR SENSIBLE: o también llamado calor libre, es el que fluye por conducción y por convección. El calor sensible que fluye por convección se debe a la turbulencia del aire.

5.2 CALOR LATENTE: El calor latente se produce cuando el aire esta saturado y al condensarse su vapor de agua por enfriamiento libera una cantidad de calor cuyo valor es de 597.3 cal.g-1 a 0°C y de 584 cal. g-1 a 20 °C de temperatura.

6. TRANSFERENCIA VERTICAL DEL CALOR. BALANCE DE ENERGIA

En el espacio, la atmosfera y la tierra se produce un conjunto de fenómenos que alteran la radiación entrante y saliente con un balance equilibrado entre las ondas cortas, largas y los procesos no radiactivos referidos a los calores sensible y latente, que permiten una temperatura global constante de la superficie de la tierra, sino se consideran efectos antropogenicos.

Para obtener el balance energético de la atmosfera es preciso calcular con la mayor precisión posible la transferencia vertical en la superficie de la tierra, la atmosfera y su limite superior, globalmente y por año