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Balance de energía en la tierra y efecto invernadero



  
 
Contenido de la página:
Energía radiante del Sol. Constante solar
Composición de la energía solar
Radiación reflejada y absorbida por la Tierra
Efecto invernadero natural
Energía radiante del Sol. Constante solar
La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede del Sol. Viene en forma de radiaciónelectromagnética.
El flujo de energía solar que llega al exterior de la atmósfera es una cantidad fija, llamada constante solar. Su valor es de alrededor de 1,4 · 103 W/m2 (1354 Watios por metro cuadrado según unos autores, 1370 W·m-2 según otros), lo que significa que a 1 m2 situado en la parte externa de la atmósfera, perpendicular a la línea que une la Tierra al Sol, le llegan algo menos que 1,4 · 103 Jcada segundo.
Para calcular la cantidad media de energía solar que llega a nuestro planeta por metro cuadrado de superficie, hay que multiplicar la anterior por toda el área del círculo de la Tierra y dividirlo por toda la superficie de la Tierra lo que da un valor de 342 W·m-2 que es lo que se suele llamar constante solar media. 
  
 
Composición de la energía solar
a) Antes de atravesar laatmósfera
La energía que llega a la parte alta de la atmósfera es una mezcla de radiaciones de longitudes de onda ( ) entre 200 y 4000 nm. Se distingue entre radiación ultravioleta, luz visible y radiación infrarroja. 
  
 
 b) En la superficie de la Tierra
La atmósfera absorbe parte de la radiación solar.
En unas condiciones óptimas con un día perfectamente claro y con los rayos del solcayendo casi perpendiculares, como mucho las tres cuartas partes de la energía que llega del exterior alcanza la superficie. Casi toda la radiación ultravioleta y gran parte de la infrarroja son absorbidas por el ozono y otros gases en la parte alta de la atmósfera. El vapor de agua y otros componentes atmosféricos absorben en mayor o menor medida la luz visible e infrarroja. La energía que llegaal nivel del mar suele ser radiación infrarroja un 49%, luz visible un 42% y radiación ultravioleta un 9%.
En un día nublado se absorbe un porcentaje mucho más alto de energía, especialmente en la zona del infrarrojo.
La vegetación absorbe en todo el espectro, pero especialmente en la zona del visible. Parte de la energía absorbida por la vegetación es la que se emplea para hacer la fotosíntesis.Radiación reflejada y absorbida por la Tierra
El albedo de la Tierra, es decir su brillo: su capacidad de reflejar la energía, es de alrededor de un 0.3. Esto significa que alrededor de un 30% de los 342 W·m-2 que se reciben (es decir algo más de 100 W·m-2 ) son devueltos al espacio por la reflexión de la Tierra. Se calcula que alrededor de la mitad de este albedo es causado por las nubes,aunque este valor es, lógicamente, muy variable, dependiendo del lugar y de otros factores. 
  
  

Figura 10-13 > Balance energético en la Tierra
El 70% de la energía que llega, es decir uno 240 W·m-2 es absorbido. La absorción es mayor en las zonas ecuatoriales que en los polos y es mayor en la superficie de la Tierra que en la parte alta de la atmósfera. Estas diferencias originan fenómenos deconvección y se equilibran gracias a tranportes de calor por las corrientes atmosféricas  y a fenómenos de vaporación y condensación. En definitiva son responsables de la marcha del clima.
Los diferentes gases y otros componentes de la atmósfera no absorben de igual forma los distintos tipos de radiaciones. Algunos gases, como el oxígeno y el nitrógeno son transparentes a casi todas lasradiaciones, mientras que otros como el vapor de agua, dióxido de carbono, metano y óxidos de nitrógeno son transparentes a las radiaciones de corta longitud de onda (ultravioletas y visibles), mientras que absorben las radiaciones largas (infrarrojas). Esta diferencia es decisiva en la producción del efecto invernadero.
Efecto invernadero natural
El tipo de radiación que emite un cuerpo depende de la...