Radiación Solar y Radiación Terrestre - Meteorología
Summary
TLDREl video ofrece una explicación detallada sobre la radiación solar y terrestre. Se menciona que la radiación es energía transmitida a través de ondas electromagnéticas que no requieren de un medio para propagarse y viajan a la velocidad de la luz. El sol, al ser una estrella, emite una gran cantidad de radiación debido a su proceso de fusión nuclear, con una temperatura de hasta 6000 grados kelvin. La radiación solar, que varía según la temperatura, tiene su pico de emisión en la luz visible, pero también emite en otros rangos como ultravioleta e infrarrojo. La radiación solar que llega a la Tierra es absorbida y reflejada de diferentes maneras según el albedo de las superficies, lo que afecta la cantidad de energía que se convierte en calor. La Tierra emite radiación terrestre, la cual es absorbida por los gases de efecto invernadero, lo que a su vez vuelve a calentar la superficie. Este proceso es esencial para mantener las condiciones habitables en la Tierra. El video concluye destacando que aunque el planeta en general mantiene un balance térmico, las variaciones en la radiación y la temperatura ocurren debido a factores como la nubosidad, la latitud y el tipo de superficie.
Takeaways
- 🌞 La radiación es energía que se transmite por medio de ondas electromagnéticas y no requiere de un medio para propagarse.
- 🌡️ Todos los cuerpos emiten radiación de forma distinta dependiendo de su temperatura.
- 🔥 El sol, al ser una estrella que convierte hidrógeno en helio por fusión nuclear, emite una gran cantidad de radiación electromagnética.
- 📈 El pico de emisión máxima de la radiación solar ocurre en el rango de la luz visible debido a la temperatura promedio del sol de 6000 grados kelvin.
- 🌌 El sol emite aproximadamente el 42% de su radiación en forma de luz visible, el 49% en infrarrojo, el 8% en ultravioleta y el 1% restante en otros tipos de radiación.
- 🌤️ Al llegar a la Tierra, alrededor del 26% de la radiación solar es reflejada de vuelta al espacio y el 19% es absorbido por la atmósfera y las nubes.
- 🌍 El albedo es la propiedad que define el porcentaje de radiación reflejada por una superficie con respecto a la que recibe, y varía según el color y tipo de material.
- ❄️ La nieve tiene un albedo alto, reflejando entre el 80% y el 95% de la radiación, mientras que el asfalto tiene un albedo bajo, reflejando solo entre el 5% y el 10%.
- 🌡️ El calor de la radiación solar absorbida por la superficie terrestre provoca el aumento de su temperatura y la emisión de radiación terrestre.
- 🌍 La radiación terrestre es absorbida en parte por los gases de efecto invernadero, lo que produce el efecto invernadero, calentando la Tierra.
- ♻️ El balance térmico del planeta se mantiene a través de la radiación saliente, que incluye la radiación de onda larga emitida por la atmósfera y las nubes.
Q & A
¿Qué es la radiación y cómo se transmite?
-La radiación es la energía que se transmite a través de ondas electromagnéticas, y no requiere de un medio para propagarse, lo que significa que puede viajar en el vacío del espacio y viajan a la velocidad de la luz.
¿Cómo se relaciona la radiación emitida por un cuerpo con su temperatura?
-Todos los cuerpos emiten radiación de forma distinta, dependiendo de su temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura de un cuerpo, mayor será la cantidad de radiación electromagnética que emita.
¿Por qué el sol es la principal fuente de energía para la Tierra?
-El sol es una estrella que convierte hidrógeno en helio a través de la fusión nuclear, liberando grandes cantidades de energía que alcanzan temperaturas de hasta 6000 grados kelvin. Por lo tanto, emite una gran cantidad de radiación electromagnética que viaja hasta la Tierra.
¿Cuál es la distribución del espectro de radiación emitido por el sol?
-El sol emite aproximadamente el 42% de su radiación en forma de luz visible, el 49% en el rango del infrarrojo, el 8% como luz ultravioleta y el 1% restante en forma de rayos X, rayos gamma o radiación de microondas.
¿Qué es la constante solar y cuál es su valor aproximado?
-La constante solar es la cantidad constante de radiación que la Tierra recibe del sol, y su valor es aproximadamente de 1367 watts por metro cuadrado.
¿Cómo afecta la atmósfera a la radiación solar que llega a la Tierra?
-Antes de llegar a la superficie terrestre, la radiación solar debe pasar a través de la atmósfera. Del 100% de radiación que llega al planeta, aproximadamente el 26% es reflejada de regreso al espacio y el 19% es absorbida por la atmósfera y las nubes.
¿Qué es el albedo y cómo se calcula?
-El albedo es el porcentaje de radiación reflejada por una superficie con respecto a la que recibe. Se calcula como el cociente entre la radiación reflejada y la radiación incidente, expresado como un porcentaje.
¿Cómo influye el color de una superficie en su albedo?
-El color de una superficie influye significativamente en su albedo. Las superficies de color blanco tienden a reflejar una mayor cantidad de radiación y por lo tanto tienen un albedo más alto, mientras que las superficies de color negro reflejan menos radiación y tienen un albedo más bajo.
¿Cuál es el albedo planetario promedio de la Tierra?
-El albedo planetario promedio de la Tierra es del 30%, lo que significa que aproximadamente el 30% de la radiación solar incidente es reflejada de regreso al espacio.
¿Qué proceso ocurre cuando la radiación solar absorbida por la Tierra hace que la superficie se caliente?
-El proceso conocido como insolación ocurre cuando la radiación solar absorbida por la superficie la hace calentarse, lo que a su vez provoca que la Tierra emita radiación al espacio, conocida como radiación terrestre.
¿Cómo afecta el efecto invernadero a la radiación terrestre emitida por la Tierra?
-El efecto invernadero ocurre cuando los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, el metano o el vapor de agua, absorben la radiación terrestre y se calientan, reemitiendo luego esa radiación en todas direcciones. Parte de esa radiación regresa a la Tierra, lo que aumenta su temperatura.
¿Cómo se mantiene el balance térmico de la Tierra?
-El balance térmico de la Tierra se mantiene porque, a pesar de las variaciones, la Tierra en términos generales recibe y emite la misma cantidad de radiación. Esto se logra a través de diferentes procesos, como la absorción y emisión de radiación por la superficie y la atmósfera, y el efecto invernadero.
Outlines
🌞 Radiación Solar y Terrestren
Este párrafo aborda la radiación, específicamente la solar y la terrestre. Se menciona que la radiación es energía transmitida por ondas electromagnéticas que no requieren de un medio para propagarse y viajan a la velocidad de la luz. Todos los cuerpos emiten radiación de acuerdo con su temperatura. El sol, al ser una estrella que convierte hidrógeno en helio mediante fusión nuclear, emite una gran cantidad de radiación electromagnética, la cual es la principal fuente de energía para la Tierra. La cantidad y longitud de onda de la radiación solar dependen de la temperatura solar, con un pico de emisión en el rango de la luz visible. La radiación solar que llega a la Tierra se ve afectada por la atmósfera, donde una parte es reflejada y otra absorbida, y el resto llega a la superficie terrestre. La cantidad de radiación reflejada y absorbida por una superficie depende de su propiedad albedo, que es el porcentaje de radiación reflejada por una superficie con respecto a la que recibe.
👕 El Albedo y su Influencia en la Radiación
El párrafo 2 explora la importancia del albedo en la interacción entre la radiación solar y las superficies terrestres. Se ilustra cómo el color de un objeto, determinado por la capacidad de reflejar luz, afecta su albedo. Un objeto blanco refleja más radiación y tiene un albedo más alto, mientras que uno negro lo hace menos y tiene un albedo más bajo. Se proporciona un ejemplo comparando una camisa blanca y una negra, mostrando cómo la camisa blanca reflejaría más radiación y estaría más fresca, en contraste con la camisa negra que absorbería más radiación y estaría más caliente. Además, se ofrece una tabla con albedos típicos de diferentes superficies, destacando que la nieve tiene un albedo alto y el asfalto uno bajo. El albedo planetario promedio es del 30%, lo que significa que alrededor del 70% de la radiación solar absorbida por la Tierra se transforma en calor y emite radiación en forma de radiación terrestre, la cual es diferente a la solar en su longitud de onda.
🌡️ Efecto Invernadero y Balance Térmico
El tercer párrafo se enfoca en el efecto invernadero y su impacto en el balance térmico de la Tierra. La radiación terrestre, debido a su longitud de onda más larga, es absorbida por gases como el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua, que son conocidos como gases de efecto invernadero. Estos gases se calientan y reemiten la radiación en todas las direcciones, lo que resulta en el regreso de una parte de la radiación al planeta, contribuyendo al efecto invernadero. Este proceso es natural y esencial para la vida en la Tierra, pues sin él, la temperatura media sería significativamente más baja. Se describe cómo la radiación saliente del planeta se distribuye entre la radiación terrestre absorbida y reemitida por los gases de efecto invernadero y la radiación que escapa al espacio. La energía no absorbida por la superficie se transfiere a la atmósfera a través de procesos como la conductión, la convección y los cambios de estado del agua. Finalmente, se menciona que estos procesos conservan el balance térmico del planeta, aunque las variaciones diarias, estacionales, latitudinales, de superficie y de nubosidad afectan la distribución de la radiación y, por lo tanto, las temperaturas.
Mindmap
Keywords
💡Radiación
💡Energía solar
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💡Atmósfera terrestre
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💡Radiación terrestre
💡Gases de efecto invernadero
💡Balance térmico
💡Variaciones climáticas
Highlights
La radiación es energía que se transmite a través de ondas electromagnéticas y puede propagarse en el vacío.
Todos los cuerpos emiten radiación de forma distinta, dependiendo de su temperatura.
El sol, como estrella, convierte hidrógeno en helio mediante fusión nuclear, liberando grandes cantidades de energía.
La temperatura del sol alcanza hasta 6000 grados kelvin, emitiendo una gran cantidad de radiación electromagnética.
El sol emite aproximadamente el 42% de su radiación en luz visible y el 49% en infrarrojo.
La constante solar es la cantidad constante de radiación que la Tierra recibe, equivalente a unos 1367 vatios por metro cuadrado.
El 26% de la radiación solar que llega a la Tierra es reflejada de vuelta al espacio por las nubes y la atmósfera.
El 19% de la radiación solar es absorbida por la atmósfera y las nubes.
El albedo es el porcentaje de radiación reflejada por una superficie con respecto a la que recibe.
La nieve tiene un albedo del 80-95%, mientras que el asfalto tiene un albedo del 5-10%.
El color de un objeto afecta significativamente su albedo, siendo los objetos blancos los que reflejan más radiación.
La radiación terrestre es diferente a la solar, pues la Tierra no está tan caliente como el sol y emite en longitudes de onda más largas.
Los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono y el metano, absorben la radiación terrestre y contribuyen al efecto invernadero.
El efecto invernadero es un proceso natural que mantiene una temperatura media en la Tierra, esencial para la vida.
El 51% de la radiación solar absorbida por la superficie terrestre se convierte en calor.
El 30% de la energía absorbida por la superficie se transmite a la atmósfera a través de procesos como la conducción y la convección.
El 70% de la radiación saliente del planeta es emitida por la atmósfera y las nubes en forma de radiación de onda larga.
El balance térmico del planeta se mantiene a través de la emisión y absorción de radiación, con variaciones menores a lo largo de los años.
Transcripts
hoy hablaremos acerca de la radiación
solar y la radiación terrestre en el
vídeo anterior ya habíamos dicho que la
radiación en esencia es energía que se
transmite por medio de ondas
electromagnéticas y dentro de sus
características principales podemos
destacar que no requieren de un medio
para propagarse es decir que pueden
hacerlo en el vacío del espacio y
también que viajan a la velocidad de la
luz ahora allí también mencionábamos que
todos los cuerpos emiten radiación solo
que lo hacen de forma distinta
dependiendo de su temperatura
específicamente cuando hablamos del sol
este es una estrella que convierte
hidrógeno en helio por medio de fusión
nuclear este proceso libera grandes
cantidades de energía alcanzando
temperaturas de hasta 6000 grados kelvin
por este motivo el sol emite una gran
cantidad de radiación electromagnética
que viaja a través del espacio y a pesar
de que la tierra se encuentra a
aproximadamente 150 millones de
kilómetros del sol este constituye la
principal
de energía del planeta
ahora como ya dijimos cada cuerpo emite
radiación de forma distinta con lo cual
veamos un poco más en detalle las
características de la radiación solar la
cantidad de radiación y la longitud de
onda de esta radiación emitida por el
sol dependen principalmente de su
temperatura y con una temperatura
promedio de 6000 grados kelvin obtenemos
un espectro de radiación emitida como
éste de acuerdo con esto el pico de
emisión máxima se produce en el rango de
la luz visible sin embargo como podemos
observar el sol emite radiación también
en otros rangos tales como los rayos x
el ultravioleta el infrarrojo y las
microondas de acuerdo a esto se estima
que el sol emite el 42 por ciento de su
radiación en forma de luz visible el 49
por ciento en el rango del infrarrojo el
8 por ciento como luz ultravioleta y el
1% restante en forma de rayos x rayos
gamma o radiación de microondas
ahora también hay que mencionar que a
pesar de que hay ligeras variaciones en
la emisión de radiación solar en la
práctica podemos asumir que la tierra
recibe una cantidad constante de
radiación esto es conocido como
constante solar y equivale a
aproximadamente mil 367 watts por metro
cuadrado ahora la pregunta es qué sucede
con esta radiación solar cuando llega a
la tierra pues bien para eso vamos a
analizar la radiación solar entrante al
planeta
primero debemos decir que antes de
llegar a la superficie la radiación debe
pasar a través de la atmósfera aquí del
100% de radiación que llega al planeta
aproximadamente el 26 por ciento es
reflejada por las nubes y la atmósfera
de regreso al espacio mientras que por
otra parte el 19 por ciento es absorbida
por la atmósfera y las nubes aquí el
resto de radiación logra llegar a la
superficie terrestre donde el 4 por
ciento aproximadamente es reflejada de
regreso al espacio y el 51 por ciento es
absorbida por la superficie ahora cabe
aclarar que estos valores dependerán
principalmente de la nubosidad y el tipo
de superficie por lo tanto estos son
simplemente valores promedio del planeta
ya que por ejemplo en un día sin nubes
aproximadamente el 85% de la radiación
solar logra llegar a la superficie
terrestre pues en este caso únicamente
el 15 por ciento de la radiación es
absorbida por la atmósfera
ahora bien la pregunta es de ese 85% que
alcanza la superficie que tanto es
reflejado y que tanto es absorbido pues
bien la cantidad de radiación reflejada
con respecto a la absorbida depende del
tipo de superficie específicamente de
una propiedad conocida como albedo el
albedo se define como el porcentaje de
radiación reflejada por una superficie
con respecto a la que recibe siendo ésta
su fórmula para entender esto un poco
mejor veamos el siguiente ejemplo
supongamos que una superficie recibe una
radiación de 80 watts por metro cuadrado
y de esa cantidad de radiación la
superficie refleja 40 watts por metro
cuadrado de acuerdo a esto aplicando la
fórmula correspondiente obtenemos un
valor del 50 por ciento es decir en
otras palabras que esta superficie tiene
un albedo del 50 por ciento
ahora el albedo depende en gran parte
del color y el tipo de material o
sustancia
veamos por qué por medio de un ejemplo
de la vida cotidiana aquí tenemos una
camisa blanca y una camisa negra que
reciben la misma cantidad de radiación
solar aquí la camisa blanca por el
simple hecho de ser blanca cuenta con un
albedo del 80 por ciento es decir que
del 100 por ciento de la radiación que
llega a la camisa el 80% es reflejada y
por lo tanto únicamente el 20 por ciento
de la radiación es absorbida con lo cual
podríamos decir que tendría una
temperatura relativamente fresca
por otro lado la camisa negra por el
simple hecho de ser negra tiene un
albedo del 10% lo cual significa que del
100% de radiación que llega a la camisa
únicamente el 10% es reflejado con lo
cual el 90% de la radiación es absorbida
y por lo tanto la temperatura es mucho
más alta
ahora bien podríamos preguntarnos por
qué el color es tan determinante en el
albedo pues bien para entender esto
debemos primero comprender cómo es que
el ojo humano interpreta los colores y
es que el color de un objeto percibido
por el ojo humano depende de cómo este
objeto refleja los rayos de luz y es que
debemos decir que la luz que percibimos
como blanca en realidad es una
combinación de todos los colores del
arco iris ya que cada color tiene una
longitud de onda distinta con lo cual
podemos decir que la luz blanca que nos
llega del sol realmente es una
combinación de los diferentes colores
teniendo esto en cuenta veamos los
siguientes ejemplos si una superficie es
capaz de reflejar todos los rayos de luz
es decir todas las longitudes de onda el
ojo humano lo interpretará como color
blanco ya que justamente le está
llegando al ojo la combinación de todos
los colores del arco iris que en
conjunto dan como resultado el color
blanco ahora por otro lado si un objeto
únicamente refleja el color verde y
absorbe el resto de colores entonces
veremos ese objeto como verde y de la
misma forma si un objeto únicamente
refleja los rayos de luz azules y
absorbe el resto interpretaremos que ese
objeto es de color azul
y finalmente si un objeto es capaz de
absorber todos los rayos de luz y no
reflejar ninguno interpretaremos que ese
objeto es de color negro con este
ejemplo resulta entonces evidente que
las superficies o materiales de color
blanco van a reflejar una mayor cantidad
de radiación es decir que tendrán un
mayor albedo mientras que las
superficies u objetos de color negro van
a reflejar una menor cantidad de
radiación y por lo tanto tendrán un
albedo más bajo
a continuación podemos ver aquí una
tabla con el albedo típico de diferentes
tipos de superficie como podemos ver por
ejemplo la nieve refleja una gran
cantidad de radiación entre el 80 y el
95 por ciento mientras que el asfalto
refleja una poca cantidad entre el 5 y
el 10 por ciento con esto entonces
podemos decir por ejemplo que el asfalto
absorbe una mayor cantidad de radiación
que la nieve y de la misma forma ocurre
con los diferentes tipos de superficie
que tenemos en el planeta con lo cual
podemos decir que la radiación solar que
llega a la tierra se absorbe de forma
desigual dependiendo del tipo de
superficie visual b2 ahora a pesar de
los diferentes valores de albedo que
tenemos dependiendo del tipo de
superficie podemos calcular el albedo
planetario que en esencia es el albedo
promedio de todo el planeta y que ronda
el 30 por ciento es decir en otras
palabras que del 100 por ciento de
radiación que llega a la tierra
aproximadamente
por ciento es reflejada ahora bien la
pregunta es qué pasa con ese 70 por
ciento de radiación que si es absorbida
por la tierra pues bien aquí sucede un
proceso conocido como insolación y es
que la radiación solar absorbida por la
superficie hace que ésta se caliente
y como sabemos al aumentar la
temperatura de un objeto este emite cada
vez más radiación con lo cual podemos
decir que al calentarse por la radiación
solar absorbida la tierra también emite
radiación al espacio esta radiación es
conocida como radiación terrestre sin
embargo hay que aclarar que este tipo de
radiación es diferente a la emitida por
el sol ya que como sabemos la tierra no
está tan caliente como el sol en este
gráfico podemos observar las diferencias
entre la radiación emitida por el sol y
la radiación emitida por la tierra como
podemos observar una de las principales
diferencias es que el sol emite
radiación en una longitud de onda más
corta ya que se encuentra más caliente
mientras que la tierra lo hace con una
longitud de onda más larga y justamente
esta diferencia en la longitud de onda
es bastante importante ya que esta
radiación terrestre podríamos pensar que
se emite directamente hacia el espacio
sin embargo justamente ya que es
radiación
la larga está es absorbida por algunos
gases de la atmósfera tales como el
dióxido de carbono el metano o el vapor
de agua los cuales son conocidos como
los gases de efecto invernadero y es que
justamente estos gases al absorber esta
radiación proveniente de la tierra se
calientan y vuelven a emitir esta
radiación en todas direcciones lo cual
implica que parte de esa radiación que
es re emitida regresa a la tierra y esto
es lo que se denomina efecto invernadero
en esencia podríamos entender el efecto
invernadero como una especie de tapa que
hace que parte de la radiación que va
hacia el espacio regrese a la tierra y
la caliente ahora esto no hay que verlo
como algo malo realmente es un proceso
natural que permite que exista la vida
en la tierra y es que cuando hablamos
del balance térmico de la tierra si no
tuviéramos efecto invernadero tendríamos
una temperatura promedio de menos 18
grados centígrados
mientras que con la presencia de los
gases de efecto invernadero obtenemos
una temperatura promedio mucho más
consistente de unos 15 grados
centígrados a nivel del mar ahora
habiendo entendido todo esto analicemos
un poco más en detalle la radiación
saliente del planeta como habíamos dicho
en el gráfico de la radiación entrante
la superficie absorbe aproximadamente el
51 por ciento de la radiación solar
entrante de este 51 por ciento el 21 por
ciento es emitido en forma de radiación
terrestre de onda larga sin embargo como
ya dijimos al ser radiación de onda
larga gran parte de ésta es absorbida
por los gases de efecto invernadero
aproximadamente el 15 por ciento
mientras que el 6% restante logra
escapar hacia el espacio ahora el 30% de
energía restante que tenía la superficie
se transmite a la atmósfera por medio de
diferentes procesos tales como la
conducción la convección y los cambios
de estado del agua específicamente en
forma de calor latente
y calor sensible
y teniendo en cuenta que la atmósfera y
las nubes habían absorbido previamente
el 19 por ciento de la radiación solar
entrante ese 64% total se emite en forma
de radiación de onda larga hacia el
espacio constituyendo así entonces el 70
por ciento de la radiación saliente
ahora nuevamente hay que aclarar que
estos valores son promedio ya que
dependerán de la nubosidad y el tipo de
superficie que estemos analizando a
continuación veremos el gráfico completo
de la radiación entrante y la radiación
saliente como podemos observar del 100%
de radiación solar entrante a la tierra
el 100 por ciento se devuelve al espacio
por medio de diferentes procesos
conservando de esta forma el balance
térmico del planeta es por eso que las
temperaturas a lo largo de los años
varían muy poco
ahora hay que aclarar que este esquema
tal y como lo estamos viendo constituyen
los valores promedio de radiación
entrante con respecto a la radiación
saliente en todo el planeta y es que a
pesar de que el planeta en términos
generales recibe y emite la misma
cantidad de radiación esto no se produce
de forma uniforme ya que habrán zonas
que reciban una mayor cantidad de
radiación que otras principalmente esto
depende de las variaciones diarias de
radiación las variaciones a lo largo del
año las variaciones con la latitud el
tipo de superficie y la nubosidad lo
cual tiene un impacto directo en la
temperatura de la superficie y de lo
cual hablaremos un poco más en detalle
en siguientes vídeos espero que la
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