lunes, 28 de octubre de 2013

DISTRIBUCIÓN DE LA RADIACIÓN SOLAR Y BALANCE ENERGÉTICO GLOBAL DE LA TIERRA

BALANCE ENERGÉTICO DE LA TIERRA

El balance energético es la diferencia de energía que resta entre la energía entrante y la saliente a nuestro planeta
Conocer y comprender el balance energético de nuestro planeta es complicado y hemos de estudiar y considerar varios aspectos que vamos a resumir a continuación.

Desde fuera llega energía solar que afecta a la interfase o zona de contacto entre la atmósfera - hidrosfera y litosfera, en esta zona  debemos considerar las fuerzas que actúan sobre cualquier partícula y el tipo de energía que le afecta, por lo tanto tenemos en cuenta:
a- Las fuerzas de atracción del Sol - Luna - Tierra(afectan a las masas fluidas, aire y agua)
b- Las fuentes de energía de la Tierra o que afectan a la misma: calor interno del planeta y calor externo al planeta
                                                                          
Sabemos también que la cantidad de radiación que recibe cualquier objeto del Sistema Solar depende de la energía liberada por el sol, la distancia al sol y la superficie que intercepta las radiaciones.
                      
La Tierra intercepta energía y emite energía: si la energía recibida es mayor a la emitida el calentamiento sería indefinido y si fuera al contrario se produciría un enfriamineto.
A lo largo de la historia de la Tierra el balance entre la energía que llega a la Tierra y la energía radiada al exterior a estado equilibrado excepto en épocas de cambios climáticos.
A la energía que llega del sol hasta el límite superior de la atmósfera se le llama constante solar y se refiere a una unidad de superficie que forma un ángulo recto con con la dirección de la radiación con un valor de 2 calorías/cm²/min (1.368kW/m2)
-Comentario: las manchas solares afectan a la constante solar pero esto lo explicaremos en otro post-


El balance de la energía solar que llega a la Tierra y su distribución queda de la siguiente manera si consideramos que llega a nuestro planeta el 100% de la radiación solar

        


A partir del dibujo anterior podemos explicar que de un 100% de energía solar:

a- Un 30% es reflejada por las nubes, superficie terrestre y enviada la espacio exterior, este es el albedo.

b- Un 25% es energía absorbida por la atmósfera ya que un 3% la absorbe la capa de O3 (menos mal), un 17% el H2OV y las partículas del aire; y el 5% restante lo absorben las nubes.

c- Un 45% es energía absorbida por la superficie de la tierra, por los océanos y continentes. Atención de esta energía solo el 0,2% se usa para producir la fotosíntesis y por lo tanto la  mayor parte de la biosfera actual.
d- Esta energía será devuelta en forma de energía de menor calidad es decir como radiación de onda larga implicada en procesos de convección que calientan y transportan a las masas de aire en la atmósfera
Calor latente:    H2Ol      H2Ov   597 cal/g  a  0ºC
Calor sensible:  H2Ov    →   H2Ol 
El calor latente produce la vaporización del agua y esta lo pierde y se lo cede a la atmósfera calentándola mediante el proceso inverso.Así se forman las nubes.
De este porcentaje una parte se refiere a la perdida neta entre la radiación de onda larga emitida por la tierra ascendente y la radiación de onda larga emitida por la atmósfera.Otra parte se pierde como energía de convección (calor latente que origina el ciclo del agua y posteriormente calienta el aire) y la energía restante calienta por conducción directamente el aire que esta en contacto con la superficie de mares, océanos y continentes.
Finalmente observamos que parte de la radiación se reemite por la Tierra como radiación de onda larga o infrarroja y de esta parte de ella es reflejada por los gases invernadero
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