Radiacion solar

Radiación solar
Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol se comporta prácticamente como un cuerpo negro el cual emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de unos 6000 K. 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 magnitud que 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).
Distribución espectral de la radiación solar
La aplicación de la Ley de Planck al Sol con una temperatura superficialde unos 6000 K nos lleva a que el 99% de la radiación emitida está entre las longitudes de onda 0,15 μm (micrómetros o micras) y 4 micras. Como 1 angstrom 1 Å = 10-10 m = 10-4 micras resulta que el Sol emite en un rango de 1500 Å hasta 40000 Å. La luz visible se extiende desde 4000 Å a 7400 Å. La radiación ultravioleta u ondas cortas iría desde los 1500 Å a los 4000 Å y la radiación infrarroja uondas largas desde las 0,74 micras a 4 micras.
La atmósfera de la Tierra constituye un importante filtro que hace inobservable radiaciones de longitud de onda inferiores a las 0,29 micras por la fuerte absorción del ozono y el oxígeno. Ello nos libra de la ultravioleta más peligrosa para la salud. La atmósfera es opaca a toda radiación infrarroja de longitud de onda superior a las 24 micras, ellono afecta a la radiación solar pero sí a la energía emitida por la Tierra que llega hasta las 40 micras y que es absorbida. A este efecto se lo conoce como efecto invernadero.
El máximo (Ley de Wien) ocurre a 0,475 micras es decir a 4750 Å. Considerando la ley de Wien ello corresponde a una temperatura de:

Pero la emisión solar difiere de la de un cuerpo negro, sobre todo en el ultravioleta.En el infrarrojo se corresponde mejor con la temperatura de un cuerpo negro de 5779 K y en el visible con 6090 K. Ello nos habla de que la radiación solar no se produce en las mismas capas y estamos observando la temperatura de cada una de ellas donde se produce la energía.
Efectos de la radiación solar sobre los gases atmosféricos
La atmósfera es diatérmana es decir, que no es calentadadirectamente por la radiación solar, sino de manera indirecta a través de la reflexión de 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:
o Fotoionizar la capa externa de electrones de un átomo (requiere una longitud de onda de 0,1 micras).
o Excitar electrones de un átomo a una capa superior (requiere longitudes deonda entre 0,1 de micra y 1 micra).
o Disociar una molécula (requiere longitudes de onda entre 0,1 de micra y 1 micra).
o Hacer vibrar una molécula (requiere longitudes de onda entre 1 micra y 50 micras).
o Hacer rotar una molécula (requiere longitudes de onda mayores que 50 micras).
La energía solar tiene longitudes de onda entre 0,15 micras y 4 micras por lo que puede ionizar un átomo,excitar electrones, disociar una molécula o hacerla vibrar.
La energía térmica de la Tierra (radiación infrarroja) se extiende desde 3 micras a 80 micras por lo que sólo puede hacer vibrar o rotar moléculas, es decir, calentar la atmósfera.
La energía solar como motor de la atmósfera
La energía recibida del sol, al atravesar la atmósfera de la Tierra calienta el vapor de agua en unas zonas de laatmósfera más que otras, provocando alteraciones en la densidad de los gases y, por consiguiente desequilibrios que causan la circulación atmosférica. Esta energía produce la temperatura en la superficie terrestre y el efecto de la atmósfera es aumentarla por efecto invernadero y mitigar la diferencia de temperaturas entre el día y la noche y entre el polo y el ecuador.
La mayor parte de la...