radiación solar

3.1 Radiación solar
Radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 6000 K, en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusión nuclear que producen una pérdida de masa que se transforma en energía. Esta energía liberada del Sol se transmite al exterior mediante la radiaciónsolar. El Sol se comporta prácticamente como un cuerpo negro, el cual emite energía siguiendo la ley de Planck a la temperatura ya citada. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas son absorbidas por los gases de la atmósfera, fundamentalmente por el ozono. La magnitudque mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por metro cuadrado).

Efectos de la radiación solar sobre los gases atmosféricos
La atmósfera es diatérmana, es decir, que no es calentada directamente por la radiación solar, sino de manera indirecta a través de la reflexiónde dicha radiación en el suelo y en la superficie de mares y océanos.

Los fotones según su energía o longitud de onda son capaces de:
Fotoionizar la capa externa de electrones de un átomo (requiere una longitud de onda de 0,1 \mu m ).
Excitar electrones de un átomo a una capa superior (requiere longitudes de onda entre 0,1 de \mu m y 1 \mu m ).
Disociar una molécula (requiere longitudes deonda entre 0,1 de \mu m y 1 \mu m ).
Hacer vibrar una molécula (requiere longitudes de onda entre 1 \mu m y 50 \mu m ).
Hacer rotar una molécula (requiere longitudes de onda mayores que 50 \mu m ).
La energía solar tiene longitudes de onda entre 0,15 \mu m y 4 \mu m , por lo que puede ionizar un átomo, excitar electrones, disociar una molécula o hacerla vibrar.

La energía térmica de laTierra (radiación infrarroja) 3 \mu m a 80 \mu m , por lo que sólo puede hacer vibrar o rotar moléculas, es decir, calentar la atmósfera.

Dirección de incidencia de la irradiación solar
El estudio de la dirección con la cual incide la irradiación solar sobre los cuerpos situados en la superficie terrestre es de especial importancia cuando se desea conocer su comportamiento al ser reflejada. Ladirección en que el rayo salga reflejado dependerá de la incidente.

Con tal fin se establece un modelo que distingue entre dos componentes de la irradiación incidente sobre un punto: la irradiación solar directa y la irradiación solar difusa.

Irradiación Solar Directa es aquella que llega al cuerpo desde la dirección del Sol.
Irradiación Solar Difusa es aquella cuya dirección ha sidomodificada por diversas circunstancias (densidad atmosférica, partículas u objetos con los que choca, reemisiones de cuerpos, etc.). Por sus características, esta luz se considera venida de todas direcciones. En un día nublado, por ejemplo, sólo tenemos radiación difusa.
La suma de ambas es la irradiación total (o global) incidente. La superficie del planeta está expuesta a la radiación proveniente delSol. La tasa de irradiación depende en cada instante del ángulo que forman la normal a la superficie en el punto considerado y la dirección de incidencia de los rayos solares. Por supuesto, dada la lejanía del Sol respecto de nuestro planeta podemos suponer, con muy buena aproximación, que los rayos del Sol inciden esencialmente paralelos sobre el planeta. No obstante, en cada punto del mismo,localmente considerado, la inclinación de la superficie respecto a dichos rayos depende de la latitud y de la hora del día para una cierta localización en longitud. Dicha inclinación puede definirse a través del ángulo que forman el vector normal a la superficie en dicho punto y el vector paralelo a la dirección de incidencia de la radiación solar.

Debemos evitar la exposición prolongada al sol,...