CAPITULO 3 RADIACIÓN
La radiación es una de las tres formas básicas de transmisión de la energía. En este caso se realiza en forma de una onda electromagnética => No necesita soporte material De los diferentes tipos de radiación, nos vamos a referir a la radiación térmica => radiación emitida por todos los cuerpos. Está ligada a la temperatura de los mismos
El espectro electromagnético
LOS COLORES DEL ESPECTRO VISIBLE
UNIDADES DE MEDIDA Intensidad (radiancia) Espectral Il Intensidad Se mide en W/(m2 stereoradian m) Intensidad
Flujo (irradiancia, emitancia) espectral Flujo (irradiancia) total Unidades: W/(m2 m) Unidades: W/m2 Se puede demostrar que:
Si la radiación es cuasiparalela (rayos solares) Fn es la radiación normal (ley del coseno) Cuanto más inclinados estén los rayos menos energía por unidad de área
Ley inversa del cuadrado
Leyes fundamentales de la radiación térmica Ley de Kirchhoff Cuerpo negro:
Ley de Planck C1 = 3.7417749 *108 W m4 m-2 y C2 = 1.4387*104 m K las 1ª y 2ª constantes de la radiación
Ley de Wien
Espectro comparativo de radiación solar y terrestre
Ley de Stefan-Boltzmann s= 5.6705*10-8 W/m2K4 es la constante de Stefan
Temperatura efectiva: Temperatura de color: Temperatura que debe de tener un cuerpo negro para que en un cierto intervalo espectral emita la misma cantidad de radiación que el cuerpo en cuestión
Equilibrio radiativo: Un cuerpo se dice que está en equilibrio radiativo si absorbe tanta energía como emite.
Interacción entre la radiación y la materia Los conceptos de scattering y absorción: extinción
El concepto de emisión
Ecuación de Swardchild:
Ley de Beers
La radiación solar
Granulación Fotosférica
Manchas Solares Oscurecimiento hacia el limbo
La actividad del Sol aumenta con el número de manchas
El número de Wolf de manchas solares 1609 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000
La cromosfera y la corona
La constante solar La cantidad de energía recibida a la distancia media Sol-Tierra (1 UA): parametriza la energía emitida por el Sol en todas las longitudes de onda S0 = 1366.5 W/m2
La radiación solar fuera de la atmósfera Ley inversa del cuadrado Ley del coseno
La eclíptica
La declinacion solar
Solsticio de verano (d=23.5) Sol por encima del plano del Ecuador Plano del Ecuador
Equinocio (d=0)
Solsticio de invierno (d=-23.5) Sol por debajo del plano del Ecuador Plano del Ecuador
Duración de un día Si f = 0 (Ecuador, todo el año) => DH = 6 h , 2DH = 12 horas Si d = 0 (toda la Tierra, equinocio) => DH = 6 h , 2DH = 12 horas
La insolación diurna DH: Hora del anochecer en radianes
Insolación diurna
Insolación en JJA, DEF
Insolación estacional
Insolación anual
Absorción atmosférica de radiación solar Ultravioleta y ultravioleta extremo
Visible e infrarrojo cercano
Calentamiento de la atmósfera por radiación solar
Efectos fotoquímicos: formación del ozono (Chapman) O2+hn => 2O O+O2+M => O3+M O3+hn => O2+O O3+O => 2O2
Destrucción catalítica X+O3 => XO + O2 XO+ O => X+O2 O+O3 => O2+O2 X: H, OH, NO,Cl
Destrucción catalítica por CFCs CFCl3 + hn => CFCl2 + Cl CFCl2 + hn => CF2Cl + Cl Cl+O3 => ClO + O2 ClO+ O => Cl+O2 O+O3 => O2+O2 Cl+CH4 => CH3+HCl ClO+NO2+M => ClONO2+M ClONO2(s)+HCl(s) => Cl2(g)+HNO3(s)
Scattering
Scattering Scattering Rayleigh Scattering Mie Simétrico Asimétrico(adelante) Azul del cielo Blanco de las nubes Rojo del atardecer
Scattering Mie
Scattering(grandes partículas) Arco Iris Gotas de agua Corona Gotas de agua Halos Cristales de hielo
Arco Iris
Arco Iris Reflexión y refracción en el interior de una gota Rayo de mínima desviación Dependencia de la longitud de onda, del índice de refracción del agua Q
ARCOS PRIMARIO y SECUNDARIO
CORONA
Espectro de Brocken GLORIA
Heilihelichen
HALO (22º)
PARHELIA (FALSO SOL)
PILAR DEL SOL
Complejo de Halos
Propiedades espectrales de la Vegetación
Índice NDVI
Absorción por el océano
Albedo Relación entre la energía reflejada y la incidente
Radiación térmica Bandas de absorción de algunos gases atmosféricos
Espectro de emisión de radiación térmica
Enfriamiento de la atmósfera en el infrarrojo
El balance radiativo global
Balance radiativo latitudinal