RADIACIN SOLAR Y TERRESTRE

RADIACIN SOLAR Y TERRESTREEl Sol es la principal fuente de energa para todos los procesos en el sistema tierra - atmsfera - ocano, ms del 99.9 % de la energa que este sistema recibe proviene del Sol. La superficie de la Tierra, suelos y ocanos, y tambin la atmsfera, absorben energa solar y la reirradian en forma de calor en todas direccionesRADIACIN SOLAR Y TERRESTRECALOR Y TEMPETATURACalor: se define como la energa cintica total de todos los tomos o molculas de una sustancia. En el Sistema Internacional (SI), el calor se mide en Joule, J. Otra unidad comn de energa es la calora, cal.

Temperatura: es una medida de la energa cintica promedio de los tomos y molculas individuales de una sustancia. Cuando se agrega calor a una sustancia, sus tomos se mueven ms rpido y su temperatura se eleva, o viceversa. La temperatura se mide en grados Celsius, C, o en el SI en Kelvin, K.

TRANSFERENCIA DE CALORProcesos de transferencia de calorTRANSFERENCIA DE CALORConduccin.Transferencia de calor a travs de la materia por actividad molecular, por choque de unas molculas con otras, con un flujo desde las temperaturas ms altas a las ms bajas. Los buenos conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del calor. Por lo tanto la conduccin de calor es importante slo entre la superficie terrestre y el aire en contacto inmediato con la superficie. Conveccin.Transferencia de calor por movimiento de masa o circulacin dentro de la sustancia, slo se produce en lquidos y gases donde los tomos y molculas son libres de moverse en el medio. La mayor parte del calor ganado en las capas bajas de la atmsfera por conduccin y radiacin, es transportado a otras capas o regiones por conveccin.En el caso de la conveccin en la atmsfera (y los ocanos) el aire puede moverse horizontal y verticalmente. TRANSFERENCIA DE CALORRadiacin.La radiacin es transferencia de energa por ondas electromagnticas, se produce directamente desde la fuente hacia afuera en todas las direcciones. La radiacin es un proceso de transmisin de ondas o partculas a travs del espacio o de algn medio.Las ondas electromagnticas no necesitan un medio material para propagarse. Pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas.TRANSFERENCIA DE CALORESPECTRO DE RADIACINLa radiacin electromagntica, son ondas producidas por la oscilacin o la aceleracin de una carga elctrica. Las ondas electromagnticas tienen componentes elctricos y magnticos.Caractersticas como la longitud de onda () y la frecuencia (), determinan su energa, su visibilidad, su poder de penetracin y otras caractersticas Velocidad: = c = 299.792 km/s, en el vaco.Las ondas electromagnticas viajan en el vaco a la rapidez de la luz c, transportando energa y cantidad de movimiento desde alguna fuente a un receptor.La variacin de frecuencias y longitudes de onda definen el espectro electromagntico.Esta variacin es porque las fuentes que producen las ondas son completamente diferentesESPECTRO DE RADIACINLa radiacin del Sol es emitida en todas las longitudes de onda, pero tiene un mximo en la regin de luz visible y visible cercano del espectro, con las siguientes proporciones: luz visible 43%, infrarrojo cercano 49%, ultravioleta 7%, y el 1% restante en otros rangosESPECTRO ELECTROMAGNTICO.LEYES DE RADIACINLas leyes bsicas de radiacin son:Todos los objetos emiten energa radiante, cualquiera sea su temperatura.2. Los objetos con mayor temperatura radian ms energa total por unidad de rea que los objetos ms fros. El Sol (temperatura media de 6000 K en su superficie), emite 4 veces ms energa que la Tierra (temperatura media en superficie de 290 K = 17 C)3. Los cuerpos con mayor temperatura emiten un mximo de radiacin en longitudes de ondas, , ms cortas. Por ejemplo el mximo de energa radiante del Sol se produce para longitudes de onda 0.5 m, para la Tierra en 10 m.4. Los objetos que son buenos absorbedores de radiacin son tambin buenos emisores. LEYES DE RADIACINRADIACION SOLAR ENTRANTE

La radiacin solar que llega a la atmsfera puede ser dispersada, reflejada o absorbida por sus componentesDispersin.La radiacin solar viaja en lnea recta, pero los gases y partculas en la atmsfera pueden desviar esta energa, lo que se llama dispersin. El 26 % de radiacin difusa desde la atmsfera llega a la tierra.Los gases de la atmsfera dispersan mas efectivamente las longitudes de onda ms cortas (violeta y azul) que en longitudes de onda ms largas (naranjo y rojo).Las partculas ms grandes asociadas con niebla, smog o bruma dispersan luz en longitudes de onda tal que el cielo se ve del blanco al gris.RADIACION SOLAR ENTRANTEReflexin.Aproximadamente el 30 % de la energa solar que llega al tope de la atmsfera es reflejada al espacio. Un 20% reflejado por las nubes, 6% desde la atmsfera y un 4% desde la superficie de la tierra. Esta energa se pierde y no interviene en el calentamiento de la atmsfera. La fraccin de la radiacin reflejada por la superficie de la tierra o cualquier otra superficie, se llama albedo, por lo tanto el albedo planetario es en promedio de un 30 %.RADIACION SOLAR ENTRANTEValores tpicos de albedo.SUPERFICIE ALBEDO %Nieve fresca 80-85Arena 20-30Pasto 20-25Bosque 5-10Suelo seco 15-25Agua (sol cerca del horizonte) 50-80Agua (sol cerca del cenit) 3-5Nube gruesa 70-80Nube delgada 25-30Tierra y atmsfera global 30RADIACION SOLAR ENTRANTEAbsorcin.Los gases de la atmsfera son absorbedores selectivos de radiacin solar, es decir, absorben gran cantidad para algunas longitudes de onda,moderadas en otras y muy poca en otras. Cuando un gas absorbe energa, esta se transforma en movimiento molecular interno que produce un aumento de temperatura. Los gases que son buenos absorbedores de radiacin solar son importantes en el calentamiento de la atmsfera.RADIACION SOLAR ENTRANTERADIACIN TERRESTRE SALIENTEAproximadamente el 51% de la energa solar que alcanza el tope de la atmsfera, llega a la superficie de la Tierra directa o indirectamente y es absorbida en el suelo. La mayor parte de esta energa es reirradiada hacia el cielo. Como la Tierra tiene una temperatura mucho menor que la del Sol, la radiacin terrestre es emitida en longitudes de onda mucho ms larga que la radiacin solar de onda corta. La radiacin terrestre se emite en longitudes de onda comprendida entre 1 y 30 m, dentro del rango infrarrojo del espectro, por esta razn se llama tambin radiacin de onda larga o radiacin infrarrojaLa atmsfera es transparente a la radiacin de onda corta del Sol, pero absorbe la radiacin terrestre de onda larga, por lo tanto la atmsfera no es calentada por la radiacin solar, sino que se calienta desde el suelo hacia arriba. Mientras ms lejos se est del radiador (la superficie )es mas fra, por tanto, se presenta la disminucin de la temperatura con la altura en la troposfera, que en promedio es de -6.5 C/km, conocido como el gradiente normal de temperaturaRADIACIN TERRESTRE SALIENTE