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1 FÍSICA AMBIENTAL Problemas de examen resueltos (junio 2004) ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIEROS AGRÓNOMOS Profesor Antonio J. BarberoProfesor Alfonso.

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1 1 FÍSICA AMBIENTAL Problemas de examen resueltos (junio 2004) ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIEROS AGRÓNOMOS Profesor Antonio J. BarberoProfesor Alfonso J. Calera DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA Equipo Docente: UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA AmbientalAmbiental FísicaFísica

2 2 PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 Utilícense las tablas de declinación y ecuación del tiempo UCLM 1º2º 3º 4º 5º W 38º 39º 40º 41º N A B Considerense los puntos A y B señalados en el mapa adjunto. Para el día 7 de julio de 2004 se pide: Hora oficial a la salida del sol en A y en B. a. Duración del día en A y en B ¿son exactamente iguales? Discútase. c. ¿En cual de los dos lugares sale antes el sol, y cuánto tiempo antes? b. AmbientalAmbiental FísicaFísica

3 3 1º2º 3º 4º 5º W 38º 39º 40º 41º N A B Coordenadas leídas sobre mapa: Punto A: 41º N 1,5º W Punto B: 38,5º N 4,5º W Tablas y/o fórmulas de Spencer 7 julio 2004 (bisiesto) J = 189 Ángulo declinación = 22,58º Ecuación del tiempo: E t = -4,77 minutos Meridiano de referencia cálculos posteriores: L s = 0º PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 UCLM 1/4 AmbientalAmbiental FísicaFísica

4 4 Polo Norte celeste Estación de primavera / verano Observador en Hemisferio Norte Cenit S N E W declinación latitud s s ángulo horario a la salida del Sol PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 UCLM 2/4 AmbientalAmbiental FísicaFísica

5 5 HSE = HSL - 4·(L s -L e ) - E t Punto A HSE = 4 h 35 m 14 s- 4·(0-1.5) - (-4.77) = m = 4.59 h m = = 4 h 46 m 0 s = 4 h 35 m 14 s + 10 m 46 s Punto B HSE = 4 h 42 m 44 s- 4·(0-4.5) - (-4.77) = = 4.71 h m = = 5 h 05 m 30 s = 4 h 42 m 44 s + 22 m 46 s m Hora oficial verano: +2 h 7 h 05 m 30 s 6 h 46 m 0 s Punto A: A = 41º Salida del Sol (A) Punto B: B = 38,5º Salida del Sol (B) PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 UCLM 3/4 AmbientalAmbiental FísicaFísica

6 6 El sol sale antes en el punto situado más al este, es decir, en el punto A. La diferencia en hora oficial entre ambos lugares es de 19 m 30 s, de los cuales 7 m 30 s se deben a la diferencia en hora solar local, ya que A está situado más al norte que B, y los otros 12 m se deben a la diferencia de longitud entre los dos lugares. DURACIÓN DEL DÍA La duración del día en un lugar es el doble del ángulo horario a la salida del sol expresado en horas. Por lo tanto la duración del día no puede ser igual en ambos porque tienen diferente LATITUD. El día durará más, siendo estación de verano, en el lugar situado más al norte, en este caso A. Punto A Punto B Duración día = (Nótese que la diferencia es el doble de la diferencia en hora HSL entre los dos lugares) PROBLEMA 1 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 UCLM 4/4 AmbientalAmbiental FísicaFísica

7 7 Considere la tabla de datos adjunta, donde aparecen tabulados datos de R is y radiación difusa desde la salida del sol hasta su puesta, en intervalos de media hora, para el día 27 de junio de La estación de superficie que tomó los datos se encuentra ubicada en las siguientes coordenadas geográficas: 39º N, 1º 50 W. Represéntese gráficamente en papel milimetrado la R is y la radiación difusa y comente de que tipo de día se trataba. a. Calcule la radiación solar incidente. Si el albedo era 0.25, calcúlese la radiación absorbida a lo largo del día por la superficie. b. En el supuesto de que el día hubiese sido totalmente despejado y sabiendo que la atmósfera absorbe el 25% de la radiación extraterrestre, calcúlese que radiación solar habría incidido en la superficie en ese caso c. Unidades: W·m -2 PROBLEMA 2 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 UCLM AmbientalAmbiental FísicaFísica

8 8 Absorbido: W·m -2 Salida del Sol Puesta del Sol tiempo, intervalos de 30 minutos (1800 s) W·m -2 Unidades: Wm -2 s= Jm -2 c = 1800 s i PROBLEMA 2 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 UCLM 1/2 AmbientalAmbiental FísicaFísica

9 9 Si la atmósfera absorbiese el 25%, a la superficie llegaría Comentario: se trata de un día parcialmente nuboso, con incidencia especialmente acusada a mediodía solar, y menos nuboso por la tarde. Véase que la radiación difusa antes del mediodía solar va creciendo, no forma la típica meseta plana de un día totalmente despejado; esto indica la presencia de cobertura nubosa, aunque no demasiado espesa. A mediodía aproximadamente la nubosidad se desarrolló bastante más como indica la brusca caída de la R is y la importante subida de la radiación difusa, aunque en poco tiempo esta nubosidad desapareció, dando paso a una situación similar a la de la mañana aunque seguramente con menos nubosidad total, ya que la bajada de la radiación difusa es más pronunciada. PROBLEMA 2 FÍSICA AMBIENTAL - JULIO 2004 UCLM 2/2 AmbientalAmbiental FísicaFísica


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