La radiació solar

la radiació solar que incideix en la superfície terrestre

La radiació solar és una important variable meteorològica que serveix per conèixer la quantitat de "calor" que rebrem de el sol a la superfície terrestre. Aquesta quantitat de radiació solar està sent alterada pel canvi climàtic i la retenció de gasos d'efecte hivernacle.

La radiació solar és capaç d'escalfar la superfície de terra i dels objectes (Fins i tot la nostra) gairebé sense escalfar l'aire. A més aquesta variable és molt important de cara a poder avaluar el treball que estem fent en la lluita contra el canvi climàtic. Vols saber tot sobre la radiació solar?

La radiació solar travessa l'atmosfera

radiació de el sol a la terra

Quan estem a la platja en un d'aquests dies calorosos d'estiu, ens vam estirar "a què ens toqui el sol". D'acord restem en la tovallola més temps, anem notant com el nostre cos es va escalfant i elevant la seva temperatura, fins que necessitem donar-nos un bany o posar-nos a l'ombra perquè ens cremem. Què ha passat aquí, si l'aire no està a tanta temperatura? El que ha passat és que els raigs de sol han travessat la nostra atmosfera i han escalfat el nostre cos gairebé sense escalfar l'aire.

Una cosa semblant al que ens passa en aquesta situació, és el que li passa a la Terra: L'atmosfera és gairebé 'transparent' a la radiació solar, però la superfície terrestre i altres cossos situats sobre ella sí l'absorbeixen. L'energia transferida pel Sol a la Terra és el que es coneix com a energia radiant o radiació. La radiació va viatjant a través de l'espai en forma d'ones que van transportant l'energia. Depenent de la quantitat d'energia que portin es van classificant al llarg de l'espectre electromagnètic. Tenim des de les ones més energètiques com els raigs gamma, raigs X i ultraviolats, com els de menys energia com són els infrarojos, microones i les ones de ràdio.

Tots els cossos emeten radiació

la radiació és emesa per tots els cossos en funció de la seva temperatura

Tots els cossos emeten radiació en funció de la seva temperatura. Això ve donat per la llei de Stefan-Boltzmann que estableix que l'energia emesa per un cos és directament proporcional a la quarta potència de la seva temperatura. És per això que tant el Sol, com un tros de llenya cremant, com el nostre propi cos i fins i tot un tros de gel estan radiant energia d'una forma contínua.

Això ens porta a plantejar-nos una pregunta: per què som capaços de "veure" la radiació que és emesa pel sol o el tros de llenya cremant i no som capaços de veure què vam emetre a nosaltres, la superfície de la Terra o el tros de gel? Doncs bé, això depèn en gran mesura de la temperatura que aconsegueix cada un d'ells, I per tant, la quantitat d'energia que emeten predominantment. D'acord més temperatura arribin els cossos, més gran serà la quantitat d'energia que emeten en les seves ones, i és per això que seran més visibles.

El Sol es troba a una temperatura de 6.000 K i emet radiació fonamentalment en ones de la franja visible (conegudes generalment com a ones de llum), també emet radiació ultraviolada (que té més energia i per això ens crema la pell en exposicions llargues) i el resta que emet és radiació infraroja que no és percebuda per l'ull humà. És per això mateix que no podem percebre la radiació que emet el nostre cos. El cos humà es troba a uns 37 graus Celsius i la radiació que emet la fa en l'infraroig.

Com treballa la radiació solar

balanç de radiació solar que incideix en la superfície terrestre i que és retornada a l'espai i retinguda a l'atmosfera

Segurament a el conèixer que els cossos estan emetent contínuament radiació i energia se't vingui una altra pregunta al capdavant. Per què si els cossos emeten energia i radiació no es van refredant progressivament? La resposta a aquesta pregunta és senzilla: alhora que estan emetent energia, també l'estan absorbint. Hi ha una altra llei que és la de l'equilibri radiatiu que diu que un objecte emet la mateixa quantitat d'energia que la que absorbeix, és per això que són capaços de mantenir una temperatura constant.

Així, en el nostre sistema terra-atmosfera es produeixen una sèrie de processos en els quals s'absorbeix, emet i reflecteix energia, de manera que el balanç final entre la radiació que arriba a el límit de l'atmosfera procedent de el Sol i la que surt a l'espai exterior, és zero. És a dir que la temperatura anual mitjana es manté constant. Quan la radiació solar entra a la Terra, la majoria d'ella és absorbida per la superfície terrestre. Molt poca part de la radiació incident és absorbida pels núvols i l'aire. La resta de la radiació és reflectida per la superfície, els gasos, els núvols i és retornada a l'espai exterior.

A la quantitat de radiació que és reflectida per un cos respecte a la radiació incident, se li coneix com 'albedo'. Per tant, podem dir que el sistema terra-atmosfera té un albedo mitjana de l'30%. La neu acabada de caure o alguns cumulonimbus de gran desenvolupament vertical, presenten un albedo proper a l'90%, mentre que els deserts tenen prop de l'25% i els oceans, al voltant d'un 10% (absorbeixen gairebé tota la radiació que els arriba).

Com mesurem la radiació?

espectre electromagnètic i ones d'energia

Per mesurar la radiació solar que rebem en un punt, utilitzem un aparell anomenat piranòmetre. Aquest apartat consisteix en un sensor tancat en un hemisferi transparent que transmet tota la radiació de longitud d'ona que sigui molt petita. Aquest sensor disposa d'uns segments blancs i negres alternats que van absorbint la quantitat de radiació d'una forma diferent. El contrast de temperatura entre aquests segments es va calibrant en funció de l'flux de radiació (Es mesura en watts per metre quadrat).

També es pot obtenir una estimació de la quantitat de radiació solar que rebem mitjançant el mesurament de l'nombre d'hores de sol que tenim. Per a això, fem servir un instrument que es diu heliògraf. Aquest està format per una esfera de vidre orientada cap al sud geogràfic, que actua com una gran lupa, concentrant tota la radiació rebuda en un punt incandescent que va cremant una cinta d'un paper especial graduada amb les hores del dia.

La radiació solar i l'augment de l'efecte hivernacle

l'augment de l'efecte hivernacle fa augmentar la quantitat de radiació absorbida a l'atmosfera i augmenten les temperatures

Abans hem esmentat que la quantitat de radiació solar que entra a la Terra i la que surt és la mateixa. Això no és d'el tot cert, perquè en aquest cas, la temperatura mitjana global del nostre planeta seria de -88 graus. Necessitem alguna cosa que ens ajudi a retenir calor per poder tenir la temperatura tan agradable i habitable que faci possible la vida al planeta. Aquí és on introduïm l'efecte hivernacle. Quan la radiació solar incideix en la superfície terrestre, aquesta retorna gairebé la meitat de nou a l'atmosfera per expulsar-a l'espai exterior. Doncs bé, hem comentat que els núvols, l'aire i la resta de components atmosfèrics absorbeixen una petita part de la radiació solar. No obstant això, aquesta quantitat absorbida no és suficient per poder mantenir una temperatura estable i que faci habitable el nostre planeta. Com podem viure amb aquestes temperatures?

Els anomenats gasos d'efecte hivernacle són aquells gasos que retenen part de la temperatura que emet la superfície terrestre que retorna de nou a l'atmosfera. Els gasos d'efecte hivernacle són: el vapor d'aigua, el diòxid de carboni (CO2), els òxids de nitrogen, els òxids de sofre, el metà, etc. Cada gas d'efecte hivernacle té una capacitat diferent per absorbir radiació solar. Com més capacitat tingui per absorbir radiació, més calor retindrà i no deixarà que torni a l'espai exterior.

l'excés de radiació solar absorbida provoca l'escalfament global i el canvi climàtic

Al llarg de la història de l'ésser humà, la concentració de gasos d'efecte hivernacle (entre ells el que més és el CO2) ha anat augmentant cada vegada més. L'auge d'aquest augment es deu a la revolució industrial ia la crema dels combustibles fòssils en la indústria, l'energia i el transport. La crema de combustibles fòssils com el petroli i el carbó, provoquen emissions de CO2 i metà. Aquests gasos en una emissió cada vegada més gran provoquen que retinguin una gran quantitat de radiació solar i no permet que aquesta sigui retornada a l'espai exterior.

Això és conegut com l'efecte hivernacle. No obstant això, l'augment d'aquest efecte que anomenem hivernacle és contraproduent, Ja que el que estem fent és augmentar les temperatures mitjanes globals cada vegada més. D'acord més concentració hi ha a l'atmosfera d'aquests gasos que absorbeixen radiació, més calor van a retenir i, per tant, més van ascendir les temperatures.

La radiació solar i el canvi climàtic

L'escalfament global és conegut mundialment. Aquest augment de les temperatures per la gran retenció de radiació solar provoca un canvi en el clima global. No només significa que les temperatures mitjanes de l'planeta van augmentar, sinó que el clima i tot el que comporta canviarà.

L'augment de temperatures provoca desestabilitzacions en els corrents d'aire, masses oceàniques, distribució d'espècies, successió de les estacions, augment de fenòmens meteorològics extrems (com sequeres, inundacions, huracans ...), etc.. És per això que per poder tornar a tenir el nostre equilibri radiatiu d'una manera estable, hem de reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle i tornar a tenir el nostre clima.


Sigues el primer a comentar

Deixa el teu comentari

La seva adreça de correu electrònic no es publicarà. Els camps obligatoris estan marcats amb *

*

*

  1. Responsable de les dades: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalitat de les dades: Controlar l'SPAM, gestió de comentaris.
  3. Legitimació: El teu consentiment
  4. Comunicació de les dades: No es comunicaran les dades a tercers excepte per obligació legal.
  5. Emmagatzematge de les dades: Base de dades allotjada en Occentus Networks (UE)
  6. Drets: En qualsevol moment pots limitar, recuperar i esborrar la teva informació.