Radiacion solar

Cap. 3 Radiación solar y terrestre.

CAPITULO 3. RADIACIÓN SOLAR Y TERRESTRE. El Sol es la principal fuente de energía para todos los procesos en el sistema tierra - atmósfera - océano, más del 99.9 % de la energía que este sistema recibe proviene del Sol. La superficie de la Tierra, suelos y océanos, y también la atmósfera, absorben energía solar y la reirradian en forma de calor en todasdirecciones. En este capítulo se definen los conceptos de calor y temperatura, se analiza la transferencia de calor por conducción, convección y radiación, se define el espectro electromagnético, se analiza la distribución de energía recibida del Sol, la energía emitida por la Tierra y por los gases de la atmósfera y como se produce el intercambio y balance de energía en el sistema atmosférico.

3.1CALOR Y TEMPERATURA. Calor y temperatura son conceptos que en el lenguaje cotidiano se confunden, pero son diferentes. Por ejemplo la frase “uuuufff, que hace calor” es una expresión común para referirnos al concepto de temperatura, a pesar de que mencionamos la palabra calor. La temperatura es una magnitud física que se refiere a la sensación de frío o caliente al tocar alguna sustancia. Encambio el calor es una transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, producida por una diferencia de temperatura. El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a otra de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la zona mas fría y reduce la de la zona mas cálida, siempre que el volumen de los cuerpos se mantengaconstante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a otro de temperatura alta si no se realiza trabajo. La materia esta formada por átomos o moléculas que están en constante movimiento, por lo tanto tienen energía de movimiento, llamada energía cinética. Los continuos choques entre los átomos o moléculas transforman parte de la energía cinética en calor, cambiando la temperatura delcuerpo.

Juan Inzunza

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Calor. El calor se define como la energía cinética total de todos los átomos o moléculas de una sustancia. En el Sistema Internacional (SI), el calor se mide en Joule, J. Otra unidad común de calor es la caloría, cal.

Temperatura. La temperatura es una medida de la energía cinética promedio delos átomos y moléculas individuales de una sustancia. Cuando se agrega calor a una sustancia, sus átomos se mueven más rápido y su temperatura se eleva, o viceversa. La temperatura se mide en grados Celsius, C, o en el SI en Kelvin, K. Entonces se entiende que calor y temperatura son conceptos diferentes, pero ambos están relacionados. Cuando dos cuerpos que tienen distintas temperaturas se ponen encontacto entre sí, se produce una transferencia de calor (energía) desde el cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. La transferencia de calor se puede realizar por tres mecanismos físicos: conducción, convección y radiación, que se ilustran en la figura 3.1. Aunque estos tres procesos de transferencia de calor los describimos en forma separada, actúan simultáneamente en el sistemaTierra - Atmósfera - Océano, transfiriendo calor entre la superficie de la Tierra (tanto del suelo como del mar) a la atmósfera.

3.1.1 Conducción. La conducción es la transferencia de calor a través de la materia por actividad molecular, por choque de unas moléculas con otras, con un flujo desde las temperaturas más altas a las más bajas. Los buenos conductores de calor son los metales. El airees un mal conductor del calor. Por lo tanto la conducción de calor es importante sólo entre la superficie terrestre y el aire en contacto inmediato con la superficie. Los objetos malos conductores del calor, como el aire o plásticos, se llaman aislantes.

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3.1.2 Convección. La convección es el mecanismo de...