Radiación Solar

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Radiación Solar

  1. 1. RADIACIÓN SOLAR •Constitución del Sol : 70 % H 28 % He 2% átomos Pesados •La temperatura del sol disminuye del núcleo a la superficie •Temperatura de la superficie: 6.000°C •Temperatura del centro: 15.000.000°C •La radiación solar se transmite como ondas electromagnéticas
  2. 2. Ley de Steffan-Boltzman • La emisión de la radiación, es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta Re = ε σ (T°)4 donde ε : Emisividad del cuerpo σ : Constante de Steffan-Boltzman Ley De Wien • La longitud de onda de la radiación T° emitida por un cuerpo es inversamente proporcional a su T° λ = 2900 T
  3. 3. Ley del coseno: • La intensidad de la radiación sobre un plano decrece en forma proporcional al coseno del ángulo de incidencia en relación a la normal Ro Rz α Rz = Ro cosα
  4. 4. Ro Rz a a b
  5. 5. • Constante Solar: Cantidad de energía que incide en forma perpendicular en el borde externo de la atmósfera. Constante Solar = 2 Cal/Cm2 min • Componentes de la radiación solar – Ultravioleta = 4% (0,28µ) – Visible = 44% (0,4 a 0,7µ) – Infrarrojo = 52% (0,7 a 4µ)
  6. 6. • Factores que afectan la cantidad de radiación solar • Geográficos –Latitud –Exposición –Inclinación del Suelo • Atmosféricos –Atmósfera (Nubosidad) –Partículas en Suspensión (naturales y antropicas) • Otros –Estación del Año –Hora del Día
  7. 7. Radiación solar Día despejado Día despejado con nubes dispersas Mucha nubosidad Hora 6 18 RS Aprox en el ecuador Copiapo Santiago Valdivia J EN J
  8. 8. Efecto de la ubicación geográfica en la Rg diaria (Cal/cm2 dia), de algunas localidades chilenas Lat. Ciudad Rg Diciembre Rg Junio 20° Iquique 590 262 Pica 620 358 30° La Serena 572 194 Ovalle 626 213 36° Concepción 581 105 Chillan 625 140 45° Aysen 467 58 Alto Palena 530 83
  9. 9. • La Radiación solar (de onda corta) puede ser de 2 formas: -Radiación Directa -Radiación Difusa Día despejado = 90% R. Directa + 10% R. Difusa Día nublado = 100% R. Difusa Radiación Global (Rg) = R. Directa + R. Difusa • Rg diaria : Radiación solar que llega en un día a la superficie terrestre Depende de :La RE Latitud Largo del día Estación del año
  10. 10. • La Tierra emite una radiación llamada RADIACIÓN TERRESTRE (Rt), ya que tiene una temperatura mayor al cero absoluto (la Rt es de onda larga) • La Rt es absorbida por : -Ozono -Vapor de agua -Co2 • Ventana Atmosférica: La atmósfera no posee nada para detener la Rt, produciendo mayor enfriamiento • Efecto Invernadero: Trabas para que escape la Rt
  11. 11. • La Rt es constante solo varía su intensidad • La T° máximas y mínimas ocurren con la máxima y mínima emisión de Rt • Cuando el sistema esta ganando energía se produce calentamiento del aire y la T° sube (Día) si el sistema pierde energía el aire se enfría y la T° baja (Noche)
  12. 12. • BALANCE DE ENERGÍA RN(Día) = Rg (1-α) + Ratm - Rt(+) RN(Noche) = Ratm - Rt(-) Donde: α = Αlbedo (Cantidad de energía o radiación que se refleja, depende del calor del cuerpo, por ello los cuerpos tienen distintos albedos) Ratm : Depende de la nubosidad, humedad del aire Rt : Depende de la superficie, textura.....α
  13. 13. Ratm Rt (o-l) (o-l) α Rg (o-c) Q
  14. 14. • Si RN es positivo, la energía restante se ocupa en: – Evaporación (LE), Existen fuentes de evaporación – Calor Sensible (H), No existen fuentes de evaporación – Fotosíntesis (F), Utiliza un 1% de la energía Calor Latente de Vaporización = 580 cal/gr.. Significa que para evaporar 1 gr.. de agua se necesitan 580 calorías
  15. 15. • Existe un balance de energía a nivel global • Una parte del mundo se esta enfriando (noche), y otra calentando (día) Rg EXC RT DEF E 0° 20° 40° 60° 90°
  16. 16. • A nivel planetario la energía se redistribuye desde los trópicos a los polos • Los vientos juegan un rol fundamental • TRANSMISIÓN DEL CALOR – Advección – Convección – Conducción
  17. 17. • La velocidad de calentamiento de las tierras es diferente a la de las aguas Esto se debe a: Océanos Suelos -Superficie en movimiento -Sup. Inmóvil -Superficie transparente -Sup. Opaca -Mayor penetración de Rg -Rg solo en sup. -Transmisión de calor -Transmisión de calor de advectiva y convectiva por conducción -Mayor calor especifico -Menor calor especifico
  18. 18. • Calentamiento y enfriamiento de las aguas es más lento que el de los suelos T° + Regular Menor oscilación térmica • En zonas con influencia terrestre tienen mayor oscilación térmica. Predominan climas terrestres Predominan climas con influencia oceánica
  19. 19. TEMPERATURA DEL AIRE • Calor que tiene el aire en momento dado con respecto a un valor referencial • Expresiones de la temperatura – T = Promedio de T° del periodo – TM = Promedio de las T° máximas del periodo – Tm = Promedio de las T° mínimas del periodo – TM = Máxima absoluta del periodo – Tm = Mínima absoluta del periodo Periodo: Diario, mensual, anual, etc.
  20. 20. • Oscilación o amplitud térmica: Diferencia entre temperaturas extremas. • La temperatura del aire al sol o a la sombra es la misma, solo varia la SENSACIÓN TERMICA que depende de las características de la superficie (color, brillo, textura, etc.) • Toda superficie, al recibir radiación solar, la absorbe, gana calor y lo emite según su temperatura (Ley de Steffan-Boltzman) • La temperatura del aire debe medirse a la sombra, pues el termómetro que la mide tiene su propia sensación térmica
  21. 21. INVERSIONES TERMICAS • Es un enfriamiento anormal de la temperatura en altura • Ocurre entre otoño y primavera, en latitudes medias y altas • Normalmente la temperatura disminuye con la altura 10°C por cada 1000 mts. de altura • Cuando se produce una inversión térmica la temperatura sube con la altura • Santiago tiene una inversión térmica en invierno de más o menos 500 mts. de altura
  22. 22. • Inversiones según Génesis 1.-Radiativas 2.-Advectivas 1.-Radiativas: Ocurren cuando el balance de energía es negativo, durante un periodo de tiempo prolongado Ayudan a esta condición: -Días cortos -Baja humedad atmosférica -Días despejados -Calma ambiental
  23. 23. 2.-Advectivas: Se producen por la importación de una masa de aire frío, proveniente de zonas polares. • Características – Radiativas: Locales, menos intensas. – Advectivas: Extensas geográficamente, pueden ser más intensas según T° de la masa de aire.
  24. 24. Inversión térmica HELADA • HELADAS: -Presencia de escarcha -0°C a nivel de cobertizo • Clasificación según origen – Heladas Advectivas: Extensas geográficamente y de mayor duración (2-5 días) – Heladas Radiativas: Localizadas y cortas Se producen por los mismos factores que las inversiones térmicas
  25. 25. • Según características – Heladas Blancas: Con presencia de escarcha, menos dañinas – Heladas Negras: Sin escarchas, con alta sequedad atmosférica, queman las plantas, suelen ser de mayor intensidad • Daño por heladas, en situación: – Normal: Poi > Poe (entra agua a la célula) – Helada: Poi < Poe (sale agua desde la célula) Donde Poi : Presión osmótica interior Poe: Presión osmótica exterior La temperatura a la cual se produce el daño depende de la especie vegetal
  26. 26. EFECTO DE LAS TEMPERATURAS EN EL CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE LOS VEGETALES • La temperatura determina la velocidad de desarrollo de los vegetales • Cada especie tiene respuesta a este proceso, que dependen de su adaptación térmica en su lugar de origen • Las especies de origen de climas templados tienen requerimientos térmicos más bajo que las de origen tropical
  27. 27. • Temperaturas Cardinales: representan la respuesta de la velocidad de desarrollo a la temperatura • Se pueden resumir en: – Temperatura umbral (Tu): Es la temperatura a la cual comienza a observarse desarrollo o crecimiento – Temperatura optima (To): Es la temperatura a la cual el crecimiento y desarrollo es máximo u óptimo – Temperatura máxima (Tm): Es la temperatura más alta a la cual se presenta crecimiento y desarrollo
  28. 28. • Ejemplos: – Especies de origen templado : tu = 5°C to = 20°C tm = 35°C – Especies de origen tropical : tu = 10°C to = 30°C tm = 40°C – Especies de origen tropical : tu = -5°C to = 10°C tm = 18°C
  29. 29. • Ejemplos forestales: – Picea abies (Abeto): Tu = -5°C ; To = 20°C Tm = 35°C
  30. 30. – Ficus retusa (Gomero): Tu = 8°C To = 30°C Tm = 50°C

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