La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

MODELOS DE ATMÓSFERA * PLANETA SIN ATMÓSFERA * MODELO ATMÓSFERA NO ABSORBENTE * MODELO ATMÓSFERA CON ABSORCIÓN SELECTIVA * BALANCE DE RADIACIÓN EN LA TIERRA.

Presentaciones similares


Presentación del tema: "MODELOS DE ATMÓSFERA * PLANETA SIN ATMÓSFERA * MODELO ATMÓSFERA NO ABSORBENTE * MODELO ATMÓSFERA CON ABSORCIÓN SELECTIVA * BALANCE DE RADIACIÓN EN LA TIERRA."— Transcripción de la presentación:

1 MODELOS DE ATMÓSFERA * PLANETA SIN ATMÓSFERA * MODELO ATMÓSFERA NO ABSORBENTE * MODELO ATMÓSFERA CON ABSORCIÓN SELECTIVA * BALANCE DE RADIACIÓN EN LA TIERRA (PROMEDIO) AmbientalAmbiental FísicaFísica * EJERCICIOS

2 2 * PLANETA SIN ATMÓSFERA Flujo de energía incidente (fuente: el Sol). Flujo de energía reflejada (fuente: el planeta). Densidades de potencia (W·m -2 ) Igualdad de flujos Temperatura T del planeta medida desde el exterior Aplicación ley Stefan-Boltzmann al flujo saliente AmbientalAmbiental FísicaFísica

3 3 * PLANETA SIN ATMÓSFERA (2) AmbientalAmbiental FísicaFísica

4 4 Balance energía suelo: * MODELO ATMÓSFERA SIMPLE NO ABSORBENTE Balance energía atm: Temperatura T del planeta medida desde el exterior Aplicación ley Stefan-Boltzmann al flujo saliente Absorbe toda la radiación de onda larga emitida por el planeta Es transparente a la radiación de onda corta procedente del Sol AmbientalAmbiental FísicaFísica

5 5 * MODELO ATMÓSFERA SIMPLE NO ABSORBENTE (2) Absorbe toda la radiación de onda larga emitida por el planeta Es transparente a la radiación de onda corta procedente del Sol AmbientalAmbiental FísicaFísica

6 AmbientalAmbiental FísicaFísica 6 Balance energía suelo: Balance energía atm: Flujo de energía incidente: la atmósfera absorbe una fracción C 1 de la radiación de onda corta procedente del Sol, Flujo de energía saliente: la atmósfera absorbe una fracción C 2 de la radiación de onda larga emitida por el suelo, (*) (**) (*) (**) SIGUE * MODELO ATMÓSFERA CON ABSORCIÓN SELECTIVA C 1 es el coeficiente de absorción de la radiación entrante. C 2 es el coeficiente de absorción de la radiación saliente.

7 AmbientalAmbiental FísicaFísica Balance energía suelo: Balance energía atm: Obtenemos T EQ en función de,, C 1 y C 2 Llamamos (coeficiente cuerpo gris) * MODELO ATMÓSFERA CON ABSORCIÓN SELECTIVA (2) Flujo de energía incidente: de la radiación proce- dente del Sol, la atmósfera absorbe una fracción C 1. Flujo de energía saliente: la atmósfera absorbe una fracción C 2 de la radiación emitida por el suelo, Temperatura T del planeta medida desde el exterior Aplicación ley Stefan-Boltzmann C 1 es el coeficiente de absorción de la radiación entrante. C 2 es el coeficiente de absorción de la radiación saliente.

8 AmbientalAmbiental FísicaFísica 8 C 1 es el coeficiente de absorción de la radiación entrante. C 2 es el coeficiente de absorción de la radiación saliente. Coeficientes de absorción atmosféricos E IN es el flujo de energía (W·m -2 ) que entra al sistema. E OUT es el flujo de energía (W·m -2 ) que sale del sistema. * MODELO ATMÓSFERA CON ABSORCIÓN SELECTIVA (3) Valores típicos atmósfera Tierra

9 9 BALANCE DE RADIACIÓN EN LA TIERRA (PROMEDIO) Absorción en nubes Reflejada Retrodi- fundida por aire Reflejada por nubes Reflejada por la superficie 100 % 6 21 Absorción por vapor agua, CO 2 y otros gases invernadero Flujo calor sensible 7 Flujo calor latente 23 IR hacia el exterior = 100 Onda corta + 4 Superficie = 51 Atmósfera = Emisión nubes Emisión neta vapor agua, CO 2 y otros gases invernadero Absorción por vapor de agua, polvo y ozono Infrarrojo Adaptado de Andrew P. Ingersoll, La atmósfera, Investigación y Ciencia, Temas 12. AmbientalAmbiental FísicaFísica

10 AmbientalAmbiental FísicaFísica 10 Tritón, el mayor satélite de Neptuno, es el cuerpo celeste donde una sonda espacial ha medido la menor temperatura del sistema solar (34.5 K). Hágase una estimación de la temperatura en la superficie de este satélite utilizando un modelo apropiado: se tendrá en cuenta que su atmósfera es muy liviana (presión en superficie kPa) y está compuesta principalmente de nitrógeno (99,9%) con pequeñas trazas de metano (0.01%). Albedo de Tritón: Distancia de Neptuno al Sol: 30 UA. Constante solar terrestre: 1366 W·m -2. Constante ley Stefan- Boltzmann = 5.68·10 -8 W·m -2 ·K -4. La unidad astronómica (UA) es la distancia media de la Tierra al Sol. Ya que Neptuno está a 30 UA, la constante solar en sus alrededores será 900 veces menor que en la Tierra: Dado que la atmósfera es tan liviana y que además está compuesta principalmente por nitrógeno, el cual es transparente tanto a la radiación de onda corta procedente del Sol como a la radiación infrarroja devuelta por el satélite, usaremos el modelo de planeta sin atmósfera para calcular la temperatura de equilibrio. Tritón (foto Voyager 2) Concordancia con la temperatura medida Ejercicio 1

11 11 De acuerdo con las teorías de evolución estelar, el Sol aumentará su brillo en un 10% cada 1000 millones de años. Estime la temperatura de la Tierra dentro de 1000 y 2000 millones de años, suponiendo que las condiciones de la atmósfera permanezcan iguales que la actualidad y que debido a la disminución de la nubosidad, el albedo se reducirá en un tercio para dentro de 1000 millones de años y a la mitad de su valor actual dentro de 2000 millones de años. Datos de la Tierra hoy: albedo = 0.3; constante solar: 1366 W·m -2 ; coeficiente de absorción de radiación onda corta C 1 = 0.1; coeficiente de absorción de radiación de onda larga C 2 = 0.8. Constante ley Stefan- Boltzmann = 5.68·10 -8 W·m -2 ·K -4. Ejercicio 2 El aumento de brillo indica un aumento correspondiente de la potencia emitida por el Sol, por lo que la constante solar también aumentará en la misma proporción millones de años, S = W·m -2 (+10%), = millones de años, S = W·m -2 (+20%), = 0.15 AmbientalAmbiental FísicaFísica

12 AmbientalAmbiental FísicaFísica Hace unos 650 millones de años la Tierra sufrió un episodio de glaciación global conocido como Tierra bola de nieve, durante el cual se cree que la temperatura media en superficie descendió hasta un valor promedio de -50 ºC. Debido a la cobertura de hielo, el albedo era significativamente mayor que en la actualidad. Estime un valor para el albedo en aquella época, suponiendo que la constante solar era un 5% menor que hoy en día y que las propiedades absorbentes de la atmósfera eran sensiblemente iguales a las que prevalecen actualmente. Datos de la Tierra hoy: constante solar: 1366 W·m -2 ; coeficientes de absorción atmosférica: onda corta C 1 = 0.1; onda larga C 2 = 0.8. Constante ley Stefan- Boltzmann = 5.68·10 -8 W·m -2 ·K -4. Ejercicio 3 Tabla de valores obtenida usando la hoja Excel para el modelo de absorción selectiva


Descargar ppt "MODELOS DE ATMÓSFERA * PLANETA SIN ATMÓSFERA * MODELO ATMÓSFERA NO ABSORBENTE * MODELO ATMÓSFERA CON ABSORCIÓN SELECTIVA * BALANCE DE RADIACIÓN EN LA TIERRA."

Presentaciones similares


Anuncios Google