Radiación Solar

 

¿Qué es?

La radiación solar es el flujo de energía que recibimos del sol en forma de ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias (luz visible, infrarrojo y ultravioleta). La luz visible son las radiaciones comprendidas entre 0,4 µm y 0,7 µm pueden ser detectadas por el ojo humano. Existen radiaciones situadas en la parte infrarroja del espectro de la cual una parte es ultravioleta.

¿Cómo se mide?

La radiación solar se mide normalmente con un instrumento denominado piranómetro.
En función de cómo reciben la radiación solar los objetos situados en la superficie terrestre, se pueden distinguir estos tipos de radiaciones.

Tipos de Radiaciones

Radiación directa: llega directamente del sol sin haber sufrido cambio alguno en su dirección. Se caracteriza por proyectar una sombra definida de los objetos opacos que la interceptan.

Radiación Difusa: Parte de la radiación que atraviesa la atmósfera es reflejada por las nubes o absorbida por éstas. Esta radiación se denomina difusa, va en todas las direcciones, como consecuencia de las reflexiones y absorciones, no solo de las nubes sino de las partículas de polvo atmosférico, montañas, etc. Este tipo de radiación se caracteriza por no producir sombra alguna respecto a los objetos opacos interpuestos.

Radiación Reflejada: Es aquella reflejada por la superficie terrestre. La cantidad de radiación depende del coeficiente de reflexión de la superficie. Las superficies verticales son las que más radiación reflejada reciben.

Radiación global: Es la radiación total. Es la suma de las tres radiaciones.

Distribución Espectral de la Radiación Solar.

El Sol emite un rango de 1500 Å hasta 40000 Å. (1 Å=10 -10 m=10-6    micras).   La luz visible se extiende desde  4000 Å a 7400 Å y la radiación infrarroja u ondas largas desde 0,74 micras a 4 micras.

Efectos de la Radiación Solar sobre los Gases de la Atmósfera

La energía solar tiene longitudes de onda entre 0,15 micras y 4 micras por lo puede ionizar un átomo (0,1 micra), excitar electrones (0,1 micra y 1 micra), disociar una molécula o hacerla vibrar (1 micra a 50 micra).

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.

La Energía Solar como Motor de la Atmósfera

La energía recibida del sol, al atravesar la atmósfera más que otras, provocando alteraciones en la densidad de los gases y 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 energía utilizada por lo seres vivos procede del sol, las plantas la absorben directamente y realizan la fotosíntesis, los herbívoros absorben indirectamente una pequeña cantidad de esta energía comiendo plantas, y los carnívoros absorben indirectamente una cantidad más pequeña comiendo a los herbívoros.

La mayoría de las fuentes de energía usadas por el hombre derivan indirectamente del sol.

Efectos sobre la salud

La exposición exagerada a la radiación solar puede ser perjudicial para la salud.

La radiación ultravioleta, es emitida por el sol en longitudes de onda van desde los 150 nm (1500 Å), hasta los 400 nm (4000 Å), en las formas UV-a, UV-B y UV-C pero a causa de la absorción por parte de la atmósfera terrestre, el 99% de los rayos ultravioletas que llegan a la superficie de la Tierra son del tipo UV-A. Ella nos libra de la radiación más peligrosa para la salud. La atmósfera ejerce una fuerte absorción que impide que la atraviese toda radiación de longitud de onda inferior a 290 nm (2900 Å). La radiación UV-C no llega a la tierra porque es absorbida por el oxígeno y el ozono de la atmósfera, por lo tanto no produce daño. La radiación UV-B es parcialmente absorbida por el ozono y llega a la superficie de la tierra, produciendo daño en la piel. Ello se ve agravado por el agujero de ozono que se produce en  los polos del planeta.

Dirección de Incidencia de la Irradiación Solar

La dirección en que el rayo salga reflejado dependerá de  la incidente.

La irradiación solar Directa es aquella que llega al cuerpo desde la dirección del Sol.

La irradiación Solar Difusa es aquella cuya dirección ha sido modificada por diversas circunstancia (densidad atmosférica, partículas u objetos con los que choca, etc.). Por sus características esta luz se considera venida de todas las direcciones.

La irradiación total incidente es la suma de ambas irradiaciones.

Instrumentos

Piranómetro: instrumento que mide la irradiación solar incidente sobre la superficie de la tierra.

Bolómetro: Instrumento que mide la radiación térmica solar.

Heliómetro: Mide la intensidad lumínica solar.

Heliógrafo

Heliómetro

Piranómetro

 

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