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Propagación de la radiación solar en la atmósfera y en la superficie de la tierra

Propagación de la radiación solar en la atmósfera y en la superficie de la tierra

Por las características de la atmósfera terrestre la radiación solar sufre unas determinadas alteraciones para atravesarla y llegar a la superficie.

En promedio, la Tierra recibe una irradiancia solar de 1.366 W / m² (constante solar) del Sol. Esto está relacionado con los umbrales de la atmósfera y el plano perpendicular a los rayos solares entrantes. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta que la radiación solar en la Tierra golpea un casquete esférico durante 1440 minutos cada día, disminuyendo en un 75%.

La atmósfera a su vez filtra los rayos del Sol hasta cierto punto, como lo hace cada cuerpo, causando:

  • Una reflexión y un back-dispersión de los rayos, debido a su albedo, a las nubes y gases atmosféricos mismos.

  • Una absorción que provoca un aumento de la temperatura, como resultado de lo cual emite radiación en cualquier dirección de acuerdo con la ley de Wien. Sin embargo, esta absorción es modesta en la banda de luz visible, por lo que es transparente a la radiación solar directa.

Cerca de la mitad de la radiación solar atraviesa la atmósfera sin alteraciones. La radiación que lo consigue se llama radiación neta. La mitad de la radiación neta contribuye finalmente a la evaporación de las masas de agua, por lo tanto, la energía solar disponible es aproximadamente una cuarta parte de la energía total emitida.

La estratosfera absorbe los rayos ultravioleta incluidos en la banda de 200-300 nm gracias a la capa de ozono. La troposfera absorbe la radiación infrarroja gracias al vapor de agua y al CO2 . La acción de filtrado de las bandas en las longitudes de onda ultravioleta, en su mayoría letales, es esencial para el desarrollo de la vida.

¿Qué es la radiación solar difusa?

La radiación difusa también recibe el nombre de radiación indirecta.

La radiación difusa representa la porción de radiación solar que ha golpeado al menos una partícula de gases atmosféricos al cambiar el ángulo de incidencia y que, sin embargo, alcanza el suelo porque está dirigida hacia él.

Aumenta en relación con el total en cielos nublados. En particular, la dispersión de Rayleigh del componente azul de la radiación solar es responsable del color azul del cielo. Una parte de la radiación difusa está hacia atrás hacia el espacio.

¿Qué es la radiación solar incidente?

La radiación solar incidente es esa radiación que ha encontrado cualquier obstáculo al que ha entregado toda o parte de su energía. La energía que no llega a la superficie de la tierra se dice que está extinta y está formada por la radiación re-emitida, reflejada y retrodispersada hacia el espacio.

De acuerdo con la ley de Lambert, la cantidad de radiación que golpea la unidad de superficie es proporcional al coseno del ángulo de incidencia.

La cantidad máxima de irradiación solar incidente se obtiene con incidencia perpendicular, ya que el ángulo aumenta, tanto la superficie afectada por la misma cantidad de radiación como el grosor de la atmósfera atravesada por estos aumenta. Esto crea las variaciones diarias, anuales y latitudinales en la irradiación solar.

¿Qué es la radiación solar reflejada?

La radiación solar reflejada es la parte de la radiación solar incidente reflejada desde la superficie de la tierra debido al efecto albedo.

El albedo es el coeficiente de reflexión c. Los valores de c generalmente están entre 0 y 1 o se expresan como un porcentaje. Está dada por la relación entre la energía radiante reflejada desde una superficie con respecto a la energía incidente. La Tierra tiene un valor promedio de 40% (c = 0.4). A la altitud del albedo de la Tierra, agregamos las radiaciones reflejadas por las partículas atmosféricas hacia el espacio.

¿Qué es la radiación solar absorbida?

Después de deducir todas las pérdidas debidas a la reflexión y la retrodispersión de la atmósfera y la superficie de la Tierra, la radiación solar incidente que queda es absorbida por la superficie de la Tierra y por lo tanto contribuye a su calentamiento, de una manera variable en función de la latitud y el tipo de superficie.

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Fecha publicación: 8 de julio de 2021
Última revisión: 8 de julio de 2021