Radiacion Solar Y Clima

A- Los flujos verticales de energía

1. Hacia abajo: la radiación solar
2. Hacia arriba: la transmisión de calor desde la superficie terrestre
3. Hacia arriba y hacia abajo: el efecto invernadero
4. Forzamiento radiativo y sensibilidad climática

Los flujos de energía que atraviesan verticalmente la atmósfera, hacia abajo y hacia arriba, son un factor esencialdel clima. Sus variaciones, que pueden ser debidas a alteraciones en la composición química y física del aire, pueden estar en el origen de muchos de los cambios climáticos.


Antes de referirnos al pasado o al futuro, analizaremos el funcionamiento de estos flujos en el presente.


Diferenciaremos tres tipos de flujos de energía:


1) la radiación solar, que penetra y atraviesa laatmósfera de arriba hacia abajo;


2) la energía terrestre, que es transmitida en sentido opuesto, de abajo hacia arriba; y


3) la radiación atmosférica, que el propio aire emite en ambas direcciones, hacia abajo y hacia arriba, y que está en el origen del "efecto invernadero" .

1. Hacia abajo: la radiación solar

El valor aproximado del flujo medio de energía del Sol absorbido porla Tierra (superficie + atmósfera) es de 235 Wm2.

De ellos, 67 Wm2 son absorbidos directamente por los gases y las nubes que componen la atmósfera (una pequeña parte es absorbida en la estratosfera, especialmente por el oxígeno y el ozono, y la mayor parte es absorbida en la troposfera, especialmente por el vapor de agua, por el polvo en suspensión, y por las nubes).

Los 168 Wm2 restantes,que atraviesan el aire, son absorbidos por la superficie terrestre, repartiéndose de forma muy diferente según la latitud. Este flujo que llega al suelo lo hace en forma de radiación directa y difusa.

La radiación directa es aquella que procede en línea recta del Sol, sin haber sufrido ningún tipo de reflexión. La radiación difusa es la que llega a superficie terrestre desde cualquierdirección, después de haber sufrido múltiples desviaciones a lo largo de su trayectoria atmosférica.

En las latitudes altas, o en los días nublados, la radiación difusa supera a la directa. Lo contrario ocurre en las latitudes bajas o en los días despejados: la radiación directa supera a la difusa.

Radiación solar media recibida en superficie.

Oscila entre un máximo de unos 275 W/m2 en las regionesdespejadas de nubosidad del Sahara y Arabia, hasta un mínimo de 75 W/m2 en las islas brumosas del Artico. La media global es de 168 W/m2.

Para llegar al cálculo de ese valor de 235 W/m2, se parte del dato del flujo de radiación solar que llega a una superficie imaginaria en el tope de la atmósfera, transversal a los rayos solares, y que es de 1.368 W/m2 aproximadamente.

Este valor, que hapodido ser medido con bastante precisión desde hace no mucho por satélites meteorológicos, recibe el nombre de "constante solar". Ahora bien, esta "constante", aunque se llame así, sufre variaciones temporales de unos cuantos W, debido tanto a los cambios en la actividad solar, como, sobre todo, a la excentricidad de la órbita terrestre, de tal forma que en un año cualquiera el flujo solarincidente varía en un 3,5 %, pasando por un máximo de unos 1.410 W/m2 en el perihelio (a principios de Enero, que es cuando la Tierra está más cerca del Sol) a un mínimo de sólo 1.320 W/m2 en el afelio (a principios de Julio, que es cuando la Tierra está más alejada del Sol).

A partir de la constante solar se puede calcular el flujo medio que incide por metro cuadrado en la superficie esférica exteriorde la atmósfera (tope de la atmósfera), ya que es la cuarta parte de ese valor: unos 342 W/m2.

En efecto, el total de la energía solar que continuamente es interceptado por el planeta Tierra es igual al valor de la constante solar (1.368 W/m2) multiplicado por la superficie de un círculo imaginario cuyo radio (R) es el radio de la Tierra. Por lo tanto equivale a

1.368 x ( x R2 W....