FÍSICA AMBIENTAL ______________________________________ UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR INGENIEROS AGRÓNOMOS FÍSICA AMBIENTAL ______________________________________ PROBLEMAS EXAMEN JUNIO 2005 Equipo Docente: Dr. Alfonso J. Calera CEU Física Aplicada Dr. Antonio J. Barbero TU Física Aplicada DEPARTAMENTO DE FÍSICA APLICADA UCLM

PROBLEMA 1 (1/3) Un estudiante de Albacete planea pasar el día 7 de julio de 2005 en Pamplona para conocer las fiestas de San Fermín. Con motivo de este viaje, le pide a un amigo que cursa Física Ambiental que le haga los siguientes cálculos: Hora de salida del sol y duración del día en Pamplona el 7 de julio (horas oficiales). A) En un parque de la ciudad hay un poste vertical de 10 m de altura, situado sobre una plataforma horizontal. ¿Cuál será la longitud de su sombra a las 10 de la mañana (hora oficial)?. B) ¿Cual es la altura de la estrella Polar sobre el horizonte en Pamplona? C) Coordenadas geográficas de Pamplona: 42º29’ N 1º23’ W Nota: empléense las tablas de declinación y ecuación de tiempo. En los cálculos de las horas no es necesario ajustar al segundo, basta con expresar horas y minutos.

PROBLEMA 1 (2/3) Ángulo horario a la salida del sol: Apartado A) Ángulo horario a la salida del sol: Coordenadas geográficas de Pamplona: 42º29’ N 1º23’ W Declinación del 7 julio 2005:  = +22.69º Ecuación de tiempo Et = -4.60 min Latitud  = 42.48º Salida del sol: HSL -4.60 min +1.38º Relación entre hora solar local y hora solar estándar HSE = HSL - 4·(Ls-Le) - Et HSE = 4 h 30 min + 10 min = 4 h 40 min Hora oficial = = 4 h 40 min + 2 h = 6 h 40 min (horario verano) Duración del día (horas)

PROBLEMA 1 (3/3) HSL = HSE + 4·(Ls-Le) + Et HSL = 8 h + 4·(0-1.38) min Apartado B) Elevación solar  Las 10 h oficiales son las 8 h HSE HSL = HSE + 4·(Ls-Le) + Et HSL = 8 h + 4·(0-1.38) min + (-4.60 min) = 8 h –10 min = 7 h 50 min = 7.8 horas  Apartado C) h = 10 m La altura de la Polar sobre el horizonte es igual a la latitud del lugar, por tanto serán 42º29’ = 42.48º L

PROBLEMA 2 (1/5) En la tabla adjunta se presentan los datos de radiación solar, incidente (Ris) y reflejada (Rrs), medidos por la Anchor Station de Barrax el 11 de agosto de 1999. Aquel día se produjo un eclipse parcial de sol. Determinar la radiación incidente de onda corta a lo largo del día, expresando el resultado en MJ m-2. Empléese un método gráfico. A) Determinar la radiación neta de onda corta a lo largo del día, expresando el resultado en MJ m-2. B) Represente gráficamente la evolución diaria de la reflectividad. Comente la gráfica obtenida. C) Estime la radiación de onda corta que se habría recibido en caso de no haberse producido el eclipse. Explique el criterio seguido en la estimación. ¿En qué porcentaje redujo el eclipse la radiación que debería haberse recibido? D) Nota: para la resolución de este problema no son necesarias tablas, sólo se precisa papel milimetrado para las representaciones gráficas.

Área del trapecio i-ésimo PROBLEMA 2 (2/5) Determinar la radiación incidente de onda corta a lo largo del día, expresando el resultado en MJ m-2. Empléese un método gráfico. A) xi xi+1 c Área del trapecio i-ésimo hora W m-2 c = 1800 s Intervalo entre datos Ris acumulada en todo el día

PROBLEMA 2 (3/5) Determinar la radiación neta de onda corta a lo largo del día, expresando el resultado en MJ m-2. B) Sumando los valores de Ris y de Rrs tal y como aparecen en el enunciado obtendremos el flujo de potencia en Wm-2 a lo largo de todo el día: Conversión de unidades: Rns acumulada en todo el día: 18,26 MJ m-2

PROBLEMA 2 (4/5) Represente gráficamente la evolución diaria de la reflectividad. Comente la gráfica obtenida. C) Expresamos la reflectividad  como tanto por 1 de radiación reflejada Los datos correspondientes a las primeras y últimas horas carecen de significado ya que los valores de Ris y de Rrs medidos son muy bajos y se encuentran cerca de los límites de sensibilidad de los instrumentos. Las demás medidas dan valores de reflectividad situadas en un rango bastante estrecho, con una media de   0.25.

PROBLEMA 2 (5/5) Estime la radiación de onda corta que se habría recibido en caso de no haberse producido el eclipse. Explique el criterio seguido en la estimación. ¿En qué porcentaje redujo el eclipse la radiación que debería haberse recibido? D) El eclipse concluyó pocos minutos después del mediodía solar, como puede verse en la representación gráfica de la Ris. Puesto que se trató de un día despejado, podemos estimar la radiación que se hubiese recibido sin eclipse multiplicando por dos la radiación recibida en la segunda mitad del día, a partir de las 12 h. Radiación recibida en ausencia de eclipse: % reducción en la Ris recibida

La gráfica adjunta corresponde a evolución diaria de temperatura y humedad en un día de verano. Los datos han sido tomados por la Anchor Station de Barrax. Coméntese la gráfica, y cuáles son los mecanismos responsables de esta evolución. Temperatura (ºC) Humedad relativa (%) Evolución de la temperatura y la humedad en un día de verano