2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

download 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

of 10

Transcript of 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    1/10

    2.3.- FLUJO Y BALANCE DE ENERGÍA EN LA TIERRA

    Energía radiante de !". C"n#tante #"ar

    La mayor parte de la energía que llega a nuestro planeta procede delSol. Viene en forma de radiación electromagnética.

    El ujo de energía solar que llega al exterior de la atmósfera es unacantidad ja llamada constante solar. Su !alor es de alrededor de "# $"%& '(m) *"&+# 'atios por metro cuadrado seg,n unos autores "&-%'$m) seg,n otros/ lo que signica que a " m) situado en la parteexterna de la atmósfera perpendicular a la línea que une la 0ierra al Solle llegan algo menos que "# $ "%& 1 cada segundo.

    2ara calcular la cantidad media de energía solar que llega a nuestroplaneta por metro cuadrado de supercie 3ay que multiplicar la anteriorpor toda el 4rea del círculo de la 0ierra y di!idirlo por toda la superciede la 0ierra lo que da un !alor de ) '$m) que es lo que se suelellamar constante solar media.

    C"$%"#i&i'n de a energía #"ar

    a/ 5ntes de atra!esar la atmósfera

    La energía que llega a la parte alta de la atmósfera es una me6cla deradiaciones de longitudes de onda *l / entre )%% y #%%% nm. Se distingueentre radiación ultra!ioleta lu6 !isi7le y radiación infrarroja.

    7/ En la supercie de la 0ierra

    La atmósfera a7sor7e parte de la radiación solar.

    En unas condiciones óptimas con un día perfectamente claro y con losrayos del sol cayendo casi perpendiculares como muc3o las tres cuartaspartes de la energía que llega del exterior alcan6a la supercie. 8asitoda la radiación ultra!ioleta y gran parte de la infrarroja son a7sor7idaspor el o6ono y otros gases en la parte alta de la atmósfera. El !apor deagua y otros componentes atmosféricos a7sor7en en mayor o menor

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    2/10

    medida la lu6 !isi7le e infrarroja. La energía que llega al ni!el del marsuele ser radiación infrarroja un #9: lu6 !isi7le un #): y radiaciónultra!ioleta un 9:.

    En un día nu7lado se a7sor7e un porcentaje muc3o m4s alto de energía

    especialmente en la 6ona del infrarrojo.

    La !egetación a7sor7e en todo el espectro pero especialmente en la6ona del !isi7le. 2arte de la energía a7sor7ida por la !egetación es laque se emplea para 3acer la fotosíntesis.

    Radia&i'n re(e)ada * a+#"r+ida %"r a Tierra

    El al7edo de la 0ierra es decir su 7rillo; su capacidad de reejar laenergía es de alrededor de un %.&. Esto signica que alrededor de un&%: de los ) '$m) que se reci7en *es decir algo m4s de "%% '$m) /son de!ueltos al espacio por la reexión de la 0ierra. Se calcula quealrededor de la mitad de este al7edo es causado por las nu7es aunqueeste !alor es lógicamente muy !aria7le dependiendo del lugar y deotros factores.

    El -%: de la energía que llega es decir uno )#% '$m ) es a7sor7ido. Laa7sorción es mayor en las 6onas ecuatoriales que en los polos y es mayor en lasupercie de la 0ierra que en la parte alta de la atmósfera. Estas diferenciasoriginan fenómenos de con!ección y se equili7ran gracias a tranportes de calorpor las corrientes atmosféricas y a fenómenos de !aporación y condensación.En deniti!a son responsa7les de la marc3a del clima.

    Los diferentes gases y otros componentes de la atmósfera no a7sor7ende igual forma los distintos tipos de radiaciones. 5lgunos gases como eloxígeno y el nitrógeno son transparentes a casi todas las radiacionesmientras que otros como el !apor de agua dióxido de car7ono metanoy óxidos de nitrógeno son transparentes a las radiaciones de cortalongitud de onda *ultra!ioletas y !isi7les/ mientras que a7sor7en lasradiaciones largas *infrarrojas/. Esta diferencia es decisi!a en la

    producción del efecto in!ernadero.

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    3/10

    E,e&t" inernader" natra

    El tipo de radiación que emite un cuerpo depende de la temperatura a laque se encuentre. 5poy4ndose en este 3ec3o físico las o7ser!acionesdesde satélites de la radiación infrarroja emitida por el planeta indicanque la temperatura de la 0ierra de7ería ser de unos "

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    4/10

    La energía remitida 3acia el exterior desde la 0ierra al proceder de uncuerpo muc3o m4s frío est4 en forma de ondas de frecuencias mas

    7ajas y es a7sor7ida enparte por los gases conefecto in!ernadero.

    >ajo un cielo claroalrededor del ?% al -%:del efecto in!erndero esproducido por el !apor deagua. @espués de él sonimportantes por esteorden el dióxido decar7ono el metanoo6ono y óxidos denitrógeno. Ao se citan losgases originados por laacti!idad 3umana que no

    afectan lógicamente al efecto in!ernadero que 3emos llamado natural.

    El papel de las nu7es *gotitas de agua suspendidas en la atmósfera/ esdo7le. 2or una parte el efecto in!ernadero es mayor que en un cielodespejado pero por otra parte reejan la lu6 que !iene del sol. @emedia para el conjunto de la 0ierra se calcula que su acción de

    calentamiento por efecto del aumento in!ernadero supone unos &% '$m

    )  mientras que su acción de enfriamineto por el reejo de parte de laradiación es del orden de +% '$m)  lo que supone un efecto neto deenfriamiento de unos )% '$m).

    2.3./.- 0ONA! T1RICA! DEL LANETA.

    La 0ierra reali6a !arios mo!imientos. Bno de ellos es la rotación durantela cual gira en torno a sí mismo y por lo tanto toda la fa6 de la 0ierrareci7e la lu6 del sol. La cantidad de lu6 que alcan6a la supercie en6onas cercanas a la Línea del Ecuador es diferente de la lu6 reci7ida enregiones adyacentes al 8írculo 2olar Crtico. @e7ido a la forma esférica dela 0ierra los rayos del sol afectan de manera distinta intensidad endiferentes partes del planeta y en 6onas cercanas al Ecuador o 6ona

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    5/10

    intertropical la lu6 incide so7re la supercie perpendicularmente deesta manera de forma autom4tica mayor ser4 la intensidad y el calorreci7ido. @e la 6ona intertropical 3acia los polos los rayos de7ido a laforma redondeada del planeta inciden en la supercie de estas regionescon menor intensidad ya que alcan6a al planeta de manera inclinada y

    en consecuencia las temperaturas son m4s 7ajas. En resumen ladirección de los rayos solares inuye en la formación de 4reas m4scalientes o m4s frías de nuestro planeta. 8a7e mencionar sin em7argoque existen otros factores determinantes en la composición de climascomo el relie!e o la !egetación. 5 partir de esta idea est4 claro queentre los dos polos existe una gran uctuación de las temperaturasde7ido principalmente a la modalidad e intensidad de los rayos del Solque caen so7re la supercie lo que determina la existencia de altastemperaturas 7ajas y medias dispersas a lo largo del planeta. 2ara

    delimitar las 4reas similares en cuanto a la lu6 solar reci7ido el mundose clasican en di!ersas 6onas térmicas que son descritas acontinuación. Dona polar; los rayos del Sol caen so7re la 0ierra de unamanera inclinada por lo que las temperaturas son m4s 7ajas en la 0ierra. Dona templada; los rayos se centran en la supercie inclinada ala 6ona intertropical por lo que las temperaturas son m4s sua!es. Donatropical; las 6onas que reci7en la lu6 solar en una supercie casi !erticalpor lo que se producen altas temperaturas en las regiones afectadas.Esta 6ona es conocida como la 6ona tórrida del planeta.

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    6/10

    2.3.2.- ENEGÍA !OLAR COO REGULADOR DELCLIA

    53ora 7ien el clima no sólo act,a en la parte gaseosa del planeta. Lacomponente líquida de la 0ierra tam7ién lo es del sistema clim4ticoatmósfera y océano interact,an térmica 3idrológica y din4micamente osea que intercam7ian calor agua e ímpetu. El océano es el principalregulador del clima éste no se calienta *o enfría/ si pre!iamente no est4caliente *o frío/. En el ciclo anual esto es f4cil de !er el Sol es la fuente

    primordial de calor y el día que menos radiación reci7e el 3emisferionorte es el )" de diciem7re pero ése no es el día m4s frío del aFo lastemperaturas m4s 7ajas se registran 3asta nes de enero. El océano esla causa de este retraso de un mes en la respuesta del clima al Sol puestiene que perder el calor ganado en !erano para que el clima se enfríe yesto le lle!a aproximadamente un mes. 5n4logamente sucede en laépoca de calor el día que m4s radiación reci7e este 3emisferio es el )"de junio y los días m4s calurosos del aFo se presentan *normalmente/3asta que el océano reacciona un mes después. 5 esta propiedad de

    resistirse al cam7io de temperatura se le llama inercia térmica ocapacidad calorífca.

    El continente tam7ién tiene esta propiedad pero es insignicantecomparada con el océano por eso responde muc3o m4s r4pidamenteaunque no al instante a los cam7ios de radiación solar. 2ara !isuali6aresto examinemos el ciclo diario de temperatura. El momento m4s fríodel día normal es alrededor de media 3ora después de que sale el Sol o

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    7/10

    sea 3asta que la tierra comien6a a a7sor7er radiación luego deenfriarse durante la noc3e. 2or otro lado y de modo an4logo latemperatura m4s alta del día se registra normalmente unas dos 3oras*es decir como a las ) p.m./ después de que el Sol pasa por la c,spidede su trayectoria diurna *como a las ") del día/ estas dos 3oras son las

    que tarda en reaccionar el suelo que a su !e6 calienta el airesuperyacente. Bna al7erca ofrece una !i!encia directa de lo anterior; almedio día el piso que la rodea est4 muy caliente comparado con el aguay al amanecer aquél est4 m4s frío que ésta.

    2or las consideraciones anteriores podemos armar que el continentetiene una inercia térmica desprecia7le comparada con la del océano yesto por dos ra6ones; por un lado el calor específco del agua triplica eldel suelo y por otro la capa continental que interact,a con el clima esdie6 !eces m4s delgada que la oce4nica.

    Sin em7argo el continente participa en el clima por otros canales. Bnomuy importante es su color *propiamente albedo), pues de él dependela cantidad de radiación solar a7sor7ida por el suelo que lo calienta yluego tam7ién calienta al aire. Gtro proceso clim4tico en que la tierradesempeFa un papel rele!ante es el intercam7io de 3umedad. Elcontinente *so7re todo su cu7ierta !egetal/ suministra !apor a laatmósfera asimismo a7sor7e agua *aportada por la precipitación/fundamental para la !egetación *agrícola y sil!estre/. 5dem4s la

    3umedad del suelo inuye en el al7edo supercial de dos maneras; unadirecta que consiste en que la tierra desnuda se oscurece cuando semoja y una indirecta al propiciar que surja !egetación lo que tam7iénaltera el al7edo.

    5ntes de continuar denamos formalmente el al7edo; es la fracción dela radiación incidente que reeja una supercie en cuerpos opacos sea7sor7e el resto. 2ero cuando se trata de un cuerpo parcial o totalmentetransparente como la atmósfera a lo reejado y lo a7sor7ido 3ay queagregar lo transmitido. 2. ej. el para7risas de un coc3e re7ota 3acia

    fuera parte de la radiación que reci7e deja pasar al interior otra porcióny el resto se queda en el !idrio y lo calienta. En el clima tenemos que elcontinente el océano la criosfera y las nu7es 7ajas son opacos y notrasmiten la radiación en estos casos lo a7sor7ido sí es la resta de loincidente menos lo reejado.

    Sólo la parte a7sor7ida de la radiación calienta a un cuerpo ni loreejado ni lo trasmitido lo 3acen. 2or lo tanto entre menor sea su

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    8/10

    al7edo *etimológicamente H7lancuraH/ un cuerpo que reci7e radiaciónele!a m4s su temperatura. 2or eso cuando traemos ropa oscurasentimos m4s los rayos solares y un coc3e negro *de al7edo casi %/expuesto al Sol se calienta m4s que uno 7lanco *de al7edo cercano a"%%:/.

    2.3.3.- ICROCLIA! Y DI!TRIBUCI4N DE LABIOTA.

    Se llama microclima al clima de características diferentes a las del resto de la zona en donde

    se encuentra. Se trata de una serie de variables atmosféricas que distinguen una zona

    oespacio medianamente reducido.

    El microclima tam7ién depende de la existencia de otra serie de !aria7les quelo caracteri6an como por ejemplo la temperatura altitudlatitud topografía3umedad !egetación y lu6.

    Incluso existen los microclimas articiales. Estos microclimas se generanespecialmente en las 6onas ur7anas como consecuencia de los gasesemitidos y del calor los que producen un efecto in!ernadero.

     0opografía;

    Se llama topografía a la ciencia que anali6a los procesos y los principiosque generan los tra6ados gr4cos de la supercie terrestre con todoslos detalles y relie!es naturales o articiales que en ésta existen. Estadescripción se tra6a so7re la 7ase de limitadas extensiones desupercies planas cuando la supercie descripta es mayor se reali6a untarado. 2ara simplicar se podría decir que para la topografía la 0ierraes plana mientras que para la geodesia no lo es.

    En cuanto al aspecto literario la topografía es descripti!a semejante alo que ocurre por ejemplo con la prosopografía etopeya cronografía

    crinografía entre otras. 8ada una de estas descripciones se ocupa dediferentes tipos de o7jetos; la etopeya descri7e la psicología y lacronografía se ocupa de descri7ir el tiempo.

    2ara anali6ar la topografía se utili6a un sistema de coordenadas en tresplanos donde la J y la K se reeren a la planimetría y la D a laaltimetría.

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    9/10

    Los mapas topogr4cos se representan en planos acotados donde elrelie!e del terreno se marca con líneas que unen los puntos con igualcota asentados en un plano de referencia. Estas líneas sedenominan cur!as de ni!el y en este caso estaremos frente a un mapa3ipsogr4co. El plano de referencia puede ser el ni!el del mar en cuyo

    caso se tratar4 de altitudes en !e6 de cotas.

     0emperatura;

    La temperatura mide las nociones tradicionales de caliente ti7io y frío atra!és de un termómetro. En física se considera que la temperatura esuna magnitud escalar !inculada con la energía interna de un sistematermodin4mico. En forma especíca la temperatura est4 !inculada conel aspecto interno de la energía conocido como energía cinética. Laenergía cinética se dene como la energía relacionada a los

    mo!imientos de un sistema ya sea que estos mo!imientos se presentenen forma de traslación rotación o !i7ración. 5 medida que aumenta laenergía cinética de un cuerpo este se calienta y aumenta sutemperatura.

    umedad;

    Se llama 3umedad am7iental a la porción de !apor de agua que seencuentra en el aire. Se puede medir como a7soluta cuando se calculala 3umedad a7soluta o en forma relati!a cuando se calcula el grado de

    3umedad o la 3umedad relati!a. La 3umedad relati!a es el porcentajeo7tenido de la relación entre el !apor de agua real que est4 presente enel aire y la cantidad de !apor que el aire necesitaría contener paraalcan6ar en la misma temperatura la saturación.

     0I2GS @E MI8NG8LIM5S;

    MI8NG8LIM5S BN>5AGS; las aglomeraciones de centros ur7anosgeneran las denominadas islas calientes. Este fenómeno es fa!orecidopor la energía emitida por los edicios generando un aumento en la

    temperatura am7iental local.MI8NG8LIM5S 8GS0ENGS; la presencia de grandes masas de aguageneran un efecto amortiguador de temperaturas de7ido a la alta inerciatérmica de estas masas y al aumento de presión de !apor atmosférica.Las diferencias de presión que se dan entre la costa y el mar se in!iertendel día y la noc3e.

  • 8/18/2019 2.3 Flujo y Balance de Energía en La Tierra

    10/10

    MI8NG8LIM5S @E MGA05O5; en las 6onas montaFosas se presentan dossituaciones características en función de la dirección del !iento;

    5ient" 6e a#&iende %"r a adera7 el aire ser4 3,medo con díascu7iertos y a7undantes precipitaciones que en consecuencia generar4

    poca radiación solar y pequeFas amplitudes térmicas.

    5ient" 6e de#&iende %"r a $"nta8a7 el aire ser4 fresco y seco condías despejados poca precipitación intensa irradiación solar congrandes amplitudes térmicas.

    Los microclimas articiales aparecen como se 3a dic3o en las ciudadespor consecuencia de la contaminación ur7ana pero tam7ién esfrecuente crear microsistemas en 4m7itos reducidos de nuestra !idacotidiana con diferentes nes. Ejemplos de ello sería un in!ernadero o

    una 3a7itación climati6ada.En su uso m4s 3a7itual mediante el término +i"ta se designa alconjunto de especies de plantas animales y otros organismos queocupan un 4rea dada. Se dice por ejemplobiota europea para referirsea la lista de especies que 3a7itan en ese territorio. El término puededesglosarse en ora y en fauna seg,n los límites esta7lecidosen 7ot4nica y en6oología.

    El concepto puede extenderse para designar al repertorio de especies deun compartimento del ecosistema como el suelo la ri6osfera o el fondode un ecosistema acu4tico.

    >iota no es lo mismo que 7iocenosis. La descripción de 7iota contiene unrepertorio. La correspondiente a 7iocenosis de7e comprender otrosconceptos de la di!ersidad relati!os a organi6ación y a rique6aespecíca. 2or la misma ra6ón se de7e no considerar equi!alentes lasexpresiones 7iosfera y P7iota terrestreQ.

    https://es.wikipedia.org/wiki/Plantahttps://es.wikipedia.org/wiki/Animalhttps://es.wikipedia.org/wiki/Flora_(bot%C3%A1nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Faunahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bot%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Zoolog%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Biocenosishttps://es.wikipedia.org/wiki/Biosferahttps://es.wikipedia.org/wiki/Plantahttps://es.wikipedia.org/wiki/Animalhttps://es.wikipedia.org/wiki/Flora_(bot%C3%A1nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Faunahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bot%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Zoolog%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Biocenosishttps://es.wikipedia.org/wiki/Biosfera