ENERGÍA CALORÍFICA•Radiación Solar•Balance térmico•Calor y temperatura•Distribución de la Energía.•Factores que modifican su distribución

RADIACIÓN SOLAR(EN LA HIPÓTESIS QUE NO EXISTA ATMÓSFERA)

• Emisión Solar• Distancia del Sol• Altura del Sol• Duración del día

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TENER EN CUENTA PARA EL CÁLCULO DE ENERGÍA TOTAL

La constante solar La transparencia de la atmósfera La duración de la luz del día El ángulo con el que los rayos caen sobre la

Tierra.

Energía totalConstante solarDistancia media del Sol entre distancia instantanéa LatitudDeclinaciónAngulo horario

EMISIÓN SOLAR

La Tierra intercepta sólo la dos mil millonésima parte de la energía total que el Sol emite al espacio.

Esto equivale a 1.8 x 10^14 Kw. La energía que recibe una superficie

perpendicular a un rayo de Sol es aproximadamente de 2 cal/cm2/min (1396 kw/m2)

Esto hace posible que la temperatura de la atmósfera terrestre sea 250°K (-23°C) y de la superficie 288°K.

La radiación solar es muy intensa y de onda corta en su mayor parte (0.2 µ y 0.4 µ)

Presenta un máximo en la parte media del espectro.

La radiación terrestre mucho más débil, tiene un máximo de intensidad a unas 10 µ. Y su longitud oscila entre los 4 µ y los 100 µ (1 µ=Una micra = 10^-6 cm)

Diversos cálculos cálculos realizados a la Constante Solar en la actualidad nos indican ciertas variaciones:

1.94 cal/cm2/min – 2.02 cal/cm2/min en promedio es 1.36 kw/m2 (1.95 cal/cm2/min)

Debemos tener en cuenta que la constante solar recibida en la atmósfera superior es de 1.94 cal/cm2/min (1905 – 1924)

En el año 2007 fué de 2 cal/cm2/min. Estas cifras presenta variaciones periodicas

de 1 a 2% que están relacionados con el ciclo de las manchas solares.

Es más evidente que aparecen variaciones en la banda ultravioleta del espectro.

Durante un máximo de las manchas solares pueden emitirse hasta 20 veces más radiación ultravioleta de ciertas longitudes de onda que el mínimo.

A largo plazo suponiendo que la Tierra se comporta como un cuerpo negro, una diferencia continua de 2% en la constante solar podría alterar hasta 1.2°C la temperatura media efectiva de la superficie terrestre.

Un cambio del 10% podría alterar hasta 6°C esta temperatura.

DISTANCIA DEL SOL

La distancia siempre cambiante entre el Sol y la Tierra produce variaciones más frecuentes en la cantidad de energía solar recibida.

A causa de la excentricidad de la orbita que la Tierra describe alrededor del Sol. La energía recibida por una superficie perpendicular a los rayos en el perihelio de 3 enero es superior en un 7% a lo que recibe en el afelio de 4 de julio.

La intensidad de una superficie horizontal (I’) se determina mediante la fórmula.

Ih = Io sen h Io = Constante solar h = ángulo formado por la superficie y el rayo

de Sol.

ALTURA DEL SOL

La altura del Sol (es decir, el ángulo formado por sus rayos y la tangente a la Tierra en el punto de observación) afecta también a la cantidad de insolación que es recibida en la superficie de la Tierra.

CÓMO MEDIR LA ALTURA DEL SOL

Cuando nos referimos a la altura del Sol queremos realmente decir “altura angular”, en otras palabras, el ángulo que forman los rayos del Sol con el horizonte.

Así, en el momento que el Sol está saliendo diremos que su altura (angular) es de 0º, ya que los rayos llegan paralelos al horizonte, y si lo tuviésemos directamente encima de la cabeza (cenit), diríamos que su altura (angular) es de 90º, ya que sus rayos caerían perpendicularmente. ¿Cómo medir ese ángulo si no podemos observar los rayos del Sol?

Existen distintos métodos. Uno de los más sencillos consiste en medir la sombra de un palo (gnomon) clavado verticalmente en el suelo. Ya sabes que la longitud de la sombra depende de la altura del Sol: si está alto la sombra será corta y si está bajo la sombra será más larga. 

DURACIÓN DEL DÍA

“Duración del día” : es el período de tiempo transcurrido desde la salida hasta la puesta del Sol.

La longitud del día afecta también a la cantidad de insolación recibida.

Cuando mayor es el tiempo en que luce el Sol, mayor es la cantidad de radiación que podría recibir una determinada porción de la Tierra.

DURACIÓN DEL DÍA

CÓMO MEDIMOS LA DURACIÓN DEL DÍA

Para poder visualizar y calcular cómodamente la duración del día podemos representar gráficamente las horas de salida y puesta del Sol en el eje del tiempo o el círculo del tiempo, como puedes ver en los gráficos. Por ejemplo, si un día el Sol ha salido a las 7 de la mañana y se ha puesto a las 5 de la tarde (17 horas), la duración de ese día habrá sido de 10 horas (17-7=10).

La combinación de todos estos factores se traduce en la configuración de energía solar recibida en la parte superior de la atmósfera.

Distribución de la radiación solar que llega a la superficie terrestre, Expresada en kcal/año

TRABAJOS

1. Calcular el la duración del día en su fecha de nacimiento y comentarlo en el blog.

2. Realice un comentario en forma de ensayo sobre cada uno de los factores que influyen en la la Cantidad neta de energía recibida en un punto de la superficie terrestre. Enviar como comentario al blog sobre el tema 4.

3. Debido a que causas se altera la constante solar, comentar en el blog.

Fecha de entrega: sabado 11: hora 12:00m