Climatología - Curso 2016

Práctico 2: Balance global de energía en la Tierra.

Ejercicio 1a) ¿Qué es la radiación electromagnética?, ¿qué es un cuerpo negro?, ¿qué sucede cuando la radiación electromagnética es absorbida por un cuerpo negro? b) Escriba y describa brevemente las 3 leyes de la radiación electromagnética.c) ¿Qué se entiende por radiación de onda corta y larga?. Indique tipo de radiación emiten los siguientes cuerpos:

• Superficie continental terrestre• Sol• Atmósfera terrestres• Nubes• Océano

Ejercicio 2Considere el modelo de equilibrio radiativo mas sencillo en el que la atmósfera es transparente a la radiación de onda corta y larga.

a) Calcule la energía que por unidad de tiempo y de superficie que incide en el tope del planeta (S0,planeta) y la temperatura de equilibrio radiativo del mismo en los siguientes casos:

i) La Tierra con un albedo planetario de 30% y una distancia al Sol de dT-S=1.5x1011m.ii) Marte con un albedo planetario de 17% y una distancia al Sol de d-M-S=228x106Km.

b) Sabiendo que la temperatura de equilibrio de Júpiter es -186°C y su distancia al Sol 778x106 km. ¿Cuál es su albedo planetario?

Datos útiles: La constante de Stefan-Boltzmann es 5,67x10-8 W/(M2.K4) y la luminosidad solar LO = 3,9x1026W.

Ejercicio 3 a) Suponga una atmósfera completamente transparente a la radiación solar y opaca a la radiación emitida por la superficie de la Tierra. Teniendo en cuenta la constante solar obtenida en el ejercicio anterior para el caso de la Tierra (S0,Tierra), calcula la temperatura de equilibrio radiativo de la superficie de la tierra y de su atmósfera. Asuma un albedo de 30%.

b) ¿Cuál sería la temperatura de equilibrio radiativo de la superficie terrestre si la atmósfera en lugarde ser completamente opaca a la radiación terrestre, absorbiera el 90% de lo que emite la Tierra?

c) ¿Cuál sería la temperatura de equilibrio radiativo de la superficie de la Tierra si la atmósfera absorbe el 20% de la energía que le llega del Sol y además es totalmente opaca a la radiación emitida por la superficie terrestre?

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Ejercicio 4Se considera una atmósfera compuesta por 3 capas: superficie, atmósfera y tope de la atmósfera (figura 1). Verificar que se cumple efectivamente el balance en cada una de las capas. Explicar brevemente que fenómenos y/o procesos físicos que interactúan en cada balance de energía.

Ejercicio 5

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Figura 1

Figura 2

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Dada la figura 2 de radiación solar neta medida a nivel de superficie, explique a qué pueden deberselas zonas de máxima y mínima insolación en la zona ecuatorial. ¿A qué se debe la diferencia deradiación entre zonas oceánicas y terrestres?

Ejercicio 6La Figura 3 representa la distribución espacial neta de radiación de onda larga en la superficie de laTierra. Explique a qué pueden estar asociados los mínimos observados y por qué?

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Figura 3