El documento describe la radiación solar y sus efectos en la Tierra. La radiación proviene principalmente del Sol, una estrella de 15 millones de grados Celsius compuesta principalmente de hidrógeno. La radiación solar está compuesta de ondas electromagnéticas, incluyendo la luz visible, los rayos infrarrojos y ultravioletas. La atmósfera terrestre permite que parte de esta radiación alcance la superficie, calentándola y haciendo posible la vida.

1. Radiación solar

3. • Sol:
– Estrella del sistema planetario
– Fuente de radiaciones caloríficas y otras formas de
energía
– Localiza a 150000000 de km de la Tierra
– Temp de su núcleo es 15000000 °C
– Fuente de energía gracias a procesos
termonucleares (Transformación de Hidrógeno en
Helio)
HIDRÓGENO
HELIO

4. Capas del sol
• Superficial o fotósfera:
– Poco espesor
– Temp de 6000 °C
– Irradia la parte visible del espectro

5. Capas del sol
• Cromósfera :
– Color ligeramente
rosado
– Atmósfera solar

6. Capas del sol
• Corona solar :
– Se extiende a varios millones de kms por el
espacio
– Se observa como aureola luminosa por su altísima
T
– Un plasma a alta T (Edlen)
– Mezcla de protones y
electrones

7. Capas del sol
• Géyseres :
– Brotan de la cromosfera y la corona inferior
– Se denominan protuberancias
– Llegan a más de 200000 kms de altura
– Acompañadas de emisiones de ondas de radio,
rayos X, partículas electrizadas y otras

8. Radiación de protuberancias
– Campo magnético de la Tierra nos protege
– Partículas de mayor velocidad lo atraviesan y llegan
como rayos cósmicos solares
– Otras originan auroras
boreales y tempestades
magnéticas
– Exceso de energía
produce ráfagas que
se propagan hasta 1000 km/s

9. Energía radiante
– La energía que emiten todos los cuerpos cuya T es
superior al cero absoluto
– Se propaga por ondas electromagnéticas a 300000
km/s
– De acuerdo con la T, varía la longitud de onda,
frecuencia e intensidad.
– Espectro electromagnético está constituido por una
gama de longitudes de onda.
1 µ =10-4cm = 0,001 mm
1Å =10-8 cm =0,0000001 mm
1Å =10-4 µ
1 µ =10000 1Å

11. Radiación visible

12. Ventana atmosférica de la radiación solar
Radiaciones
Longitud de onda
100 nm
9% radiación ultravioleta
200 nm
300 nm
400 nm
500 nm
45% radiación visible
600 nm
700 nm
800 nm
900 nm
1000 nm
46% radiación infrarroja
2000 nm
3000 nm
4000 nm
5000 nm
Ventana atmosférica

13. Ventana atmosférica de la radiación
solar

14. Diatermancia
Dia", a través, y "termancia", calentamiento
Promedio de la T de la superficie terrestre es 20 C
Se producen dos tipos de radiación: entrante y saliente
De acuerdo con la T, varía la longitud de onda, frecuencia e
intensidad.
– Espectro electromagnético está
constituido por una gama de longitudes
de onda.
– Propiedad del aire de no absorber
casi la energía calorífica de los
rayos solares
–
–
–
–

15. • Aire seco :
– Muy diatérmano o transparente para las
radiaciones del espectro visible
– Poco diatérmano para las radiaciones del
infrarrojo
• Vapor de agua :
– Muy diatérmano o transparente para las
radiaciones del espectro visible
– No diatérmano para las radiaciones del infrarrojo

16. Ley Stefan Boltzmann
E = ε . GB. T4
Donde:
E = energía liberada por unidad de área (W/m2)
ε = emisividad (propiedad radiactiva de la
superficie) (≈1)
• GB = constante de Stefan Boltzmann 5.67x10-8
W/m2.K4
• T = temperatura absoluta del cuerpo (K)
La cantidad de E debe ser igual a toda la energía
en una esfera a cualquier distancia
•
•
•
•

17. • Radiación solar:
Radio tierra
Radio sol
Radio sol - tierra

18. • área del sol x energía del sol = área del sol-tierra x
energía del sol - tierra
• 4πRsol2. E sol = 4πRsol-tierra2.Esol-tierra
• E = (Rsol/Rsol-tierra)2. Esol
• E = (Rsol/Rsol-tierra)2. GB.Tsol4
• Datos:
• Rsol = 696000 Km
• Rsol-tierra = 150000000 Km
• Tsol = 5785 °K

19. • Resultado:
• E= 1367 W/m2
• Esta energía se ubica en toda la atmósfera sin
distinción

20. Balance calorífico
• Parte de energía solar que es reflejada al
espacio se llama albedo

21. Albedo en la ciudad

23. • 17% de la radiación
incidente es absorbida
por la atmósfera(depleción)
• 43% absorbida por
superficie terrestre
(insolación)
• 60% de la radiación solar
entrante es térmicamente
efectiva

24. Radiaciones entrantes y salientes

25. Radiación terrestre
• Superficie terrestre pierde calor:
1. Ventana infrarroja
2. Sube de una capa a otra por absorción y
radiación sucesiva
Ventana infrarroja al intervalo de longitud de onda
entre 8500 y 11000 nm que es irradiada al espacio
– La capacidad de un gas de absorber y reemitir la
radiación varía con la longitud de onda

26. Ley de Stefan
• E ingresa = E emitida
• 1367 W/m2 x πRtierra2 x (1-0.3) = 4πRtierra2 x
Etierra x GB x T tierra 4
• T tierra = 4√ 1367 W/m2 x (1-0.3)/4. Etierra x
GB
• Temperatura sin efecto invernadero 255°K
• Temperatura con efecto invernadero 288°K

27. Ley de Stefan
• Radiación saliente es proporcional a la cuarta
potencia de la T absoluta; es decir, la T es
proporcional a la raíz cuarta de esta radiación

28. Constante solar
• La radiación que recibe un cm2 en el límite
superior de la atmósfera y es igual a 1,94 cal
gramo por minuto
• Es variable en 10% según las estaciones del
año
Superficie terrestre promedio
diario de 720 cal gramo por cm2
Valor aproximado en Ecuador de
850 cal gramo por cm2

29. • El caldeamiento solar de la superficie terrestre
1. radiación difusa 2. contrarradiación
• Radiación difusa: parte de energía solar que es
dispersada, en las partículas de la atmósfera
• El calor que irradia la Tierra en longitud de
onda larga es absorbido casi en totalidad por la
Envía una radiación al suelo
CONTRARRADIACIÓN

30. Aprovechamiento de la energía solar
• Energía solar fuente energética futurista
Recurso inagotable
No contamina
Es económico

32. • Calentamiento del agua para uso doméstico e
industrial
• Producción de energía eléctrica
• Fusión de metales

33. FRANCIA
• Horno solar (> 1000°C)
ESTADOS UNIDOS
• Plantas solares
JAPÓN
• Calentadores para baño

34. Medida de la radiación solar
• La medida de calor que llega a un cuerpo se
llama actinometría
• El aumento de la T depende de la cantidad de
calorías que reciba el cuerpo
• Caloría es la cantidad de calor que se necesita
para calentar un gramo de agua pura desde
14,5 C a 15,5 C.

35. • Actinógrafo de Robitzch

36. • Registrar horas de insolación en un lugar se
utilizan los heliógrafos