Radiación solar

A radiación solar é unha importante variable meteorolóxica que serve para determinar a cantidade de "calor" que recibiremos do sol na superficie terrestre. Esta cantidade de radiación solar está a ser alterada polo cambio climático e a retención de gases de efecto invernadoiro.

A radiación solar é capaz de quentar a superficie do chan e os obxectos (incluso o noso) sen apenas quentar o aire. Ademais, esta variable é moi importante para avaliar o traballo que estamos a facer na loita contra o cambio climático. ¿Queres saber todo sobre a radiación solar?

A radiación solar atravesa a atmosfera

Cando estamos na praia nun destes calorosos días de verán, deitámonos "ao sol". Mentres permanecemos máis tarde na toalla, notamos como o noso corpo se quenta e aumenta a súa temperatura, ata que necesitamos bañarnos ou poñernos á sombra porque nos queimamos. Que pasou aquí, se o aire non está tan quente? O que pasou é iso os raios solares atravesaron a nosa atmosfera e quentaron o noso corpo con pouco quecemento do aire.

Algo semellante ao que nos ocorre nesta situación é o que lle ocorre á Terra: a atmosfera é case "transparente" á radiación solar, pero a superficie da Terra e outros corpos situados nela absorben. A enerxía transferida polo Sol á Terra é o que se coñece como enerxía radiante ou radiación. A radiación viaxa polo espazo en forma de ondas que transportan enerxía. Dependendo da cantidade de enerxía que transporten, clasifícanse ao longo do espectro electromagnético. Temos as ondas máis enerxéticas como os raios gamma, os raios X e ultravioleta, así como aquelas con menos enerxía como o infravermello, as microondas e as ondas de radio.

Todos os corpos emiten radiación

Todos os corpos emiten radiación en función da súa temperatura. Isto vén dado por Lei Stefan-Boltzmann que afirma que a enerxía emitida por un corpo é directamente proporcional á cuarta potencia da súa temperatura. É por iso que tanto o Sol, un anaco de madeira ardente, o noso propio corpo e incluso un anaco de xeo están a irradiar enerxía de forma continua.

Isto lévanos a facernos unha pregunta: por que somos capaces de "ver" a radiación que emite o sol ou a peza de madeira ardente e non somos capaces de ver a emitida por nós, a superficie da Terra ou a anaco de xeo? Así coma, isto depende en gran medida da temperatura alcanzada por cada un delese, polo tanto, a cantidade de enerxía que emiten predominantemente. Canto maior sexa a temperatura dos corpos, maior será a cantidade de enerxía que emiten nas súas ondas e por iso serán máis visibles.

O Sol está a unha temperatura de 6.000 K e emite radiación principalmente en ondas do rango visible (xeralmente coñecidas como ondas de luz), tamén emite radiación ultravioleta (que ten máis enerxía e é por iso que queima a nosa pel en longas exposicións) e o resto que emite é unha radiación infravermella que non é percibida polo ollo humano. Por iso non podemos percibir a radiación que emite o noso corpo. O corpo humano está a uns 37 graos centígrados e a radiación que emite está no infravermello.

Como funciona a radiación solar

Seguramente saber que os corpos emiten continuamente radiación e enerxía traerá outra pregunta á túa cabeza. Por que, se os corpos emiten enerxía e radiación, non se arrefrían gradualmente? A resposta a esta pregunta é sinxela: mentres emiten enerxía, tamén a absorben. Hai outra lei, que é a do equilibrio radialtivo, que di que un obxecto emite a mesma cantidade de enerxía que absorbe, por iso son capaces de manter unha temperatura constante.

Así, no noso sistema terra-atmosfera teñen lugar unha serie de procesos nos que a enerxía é absorbida, emitida e reflectida, de xeito que o balance final entre a radiación que chega á parte superior da atmosfera dende o Sol e a que sae ao espazo é cero. Noutras palabras, a temperatura media anual mantense constante. Cando a radiación solar entra na Terra, a maior parte dela é absorbida pola superficie terrestre. Nubes e aire absorben moi pouca parte da radiación incidente. O resto da radiación reflíctese pola superficie, gases, nubes e devólvese ao espazo exterior.

A cantidade de radiación que reflicte un corpo en relación á radiación incidente coñécese como "albedo". Polo tanto, podemos dicilo o sistema terra-atmosfera ten un albedo medio do 30%. A neve recentemente caída ou algúns cumulonimbos moi desenvolvidos verticalmente teñen un albedo próximo ao 90%, mentres que os desertos teñen ao redor do 25% e os océanos ao redor do 10% (absorben case toda a radiación que lles chega).

Como medimos a radiación?

Para medir a radiación solar que recibimos nun punto, empregamos un dispositivo chamado piranómetro. Esta sección consiste nun sensor encerrado nun hemisferio transparente que transmite toda a radiación dunha lonxitude de onda moi pequena. Este sensor ten segmentos alternos en branco e negro que absorben a cantidade de radiación dun xeito diferente. O contraste de temperatura entre estes segmentos é calibrado segundo o fluxo de radiación (medido en vatios por metro cadrado).

Tamén se pode obter unha estimación da cantidade de radiación solar que recibimos medindo o número de horas de sol que temos. Para iso, empregamos un instrumento chamado heliógrafo. Esta está formada por unha esfera de vidro orientada cara ao sur xeográfico, que actúa como unha gran lupa, concentrando toda a radiación recibida nun punto incandescente que queima unha cinta especial de papel graduada coas horas do día.

Radiación solar e aumento do efecto invernadoiro

Anteriormente mencionamos que a cantidade de radiación solar que entra na Terra e a que sae é a mesma. Isto non é totalmente certo, porque de ser así, a temperatura media global do noso planeta sería de -88 graos. Necesitamos algo que nos axude a reter a calor para poder ter unha temperatura tan agradable e habitable que faga posible a vida no planeta. É aí onde introducimos o efecto invernadoiro. Cando a radiación solar choca contra a superficie da Terra, volve case a metade á atmosfera para expulsala ao espazo exterior. Ben, comentamos que as nubes, o aire e outros compoñentes atmosféricos absorben unha pequena parte da radiación solar. Non obstante, esta cantidade absorbida non é suficiente para poder manter unha temperatura estable e facer habitable o noso planeta. Como podemos vivir con estas temperaturas?

Os chamados gases de efecto invernadoiro son aqueles gases que conservan parte da temperatura emitida pola superficie terrestre que volve á atmosfera. Os gases de efecto invernadoiro son: vapor de auga, dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitróxeno, óxidos de xofre, metano, etc. Cada gas de efecto invernadoiro ten unha capacidade diferente para absorber a radiación solar. Canta máis capacidade teña para absorber a radiación, máis calor conservará e non permitirá que volva ao espazo exterior.

Ao longo da historia da humanidade, a concentración de gases de efecto invernadoiro (incluído o maior CO2) foi aumentando cada vez máis. O aumento deste aumento débese a revolución industrial e a queima de combustibles fósiles na industria, a enerxía e o transporte. A queima de combustibles fósiles como o petróleo e o carbón provocan emisións de CO2 e metano. Estes gases cunha emisión crecente fan que reteñan unha gran cantidade de radiación solar e non permitan que se devolva ao espazo exterior.

Isto coñécese como o efecto invernadoiro. Non obstante, aumentando este efecto chamámolo invernadoiro é contraproducente, xa que o que estamos a facer é aumentar cada vez máis as temperaturas medias globais. Canto máis concentración destes gases absorbentes de radiación na atmosfera, máis calor conservarán e, polo tanto, maiores serán as temperaturas.

Radiación solar e cambio climático

O quentamento global é coñecido en todo o mundo. Este aumento das temperaturas debido á gran retención da radiación solar provoca un cambio no clima global. Non só significa que as temperaturas medias do planeta aumentarán, senón que o clima e todo o que iso implica cambiarán.

O aumento das temperaturas provoca desestabilización en correntes de aire, masas oceánicas, distribución de especies, sucesión de estacións, aumento de fenómenos meteorolóxicos extremos (como secas, inundacións, furacáns ...), etc.. É por iso que, para recuperar o equilibrio radialtivo dun xeito estable, temos que reducir as emisións de gases de efecto invernadoiro e recuperar o noso clima.