La radiaciĆ³n solar es una importante variable meteorolĆ³gica que sirve para conocer la cantidad de ācalorā que recibiremos del sol en la superficie terrestre. Esta cantidad de radiaciĆ³n solar estĆ” siendo alterada por el cambio climĆ”tico y la retenciĆ³n de gases de efecto invernadero.
La radiaciĆ³n solar es capaz de calentar la superficie del suelo y de los objetos (incluso la nuestra) sin apenas calentar el aire. AdemĆ”s, esta variable es muy importante de cara a poder evaluar el trabajo que estamos haciendo en la lucha contra el cambio climĆ”tico. ĀæQuieres saber todo sobre la radiaciĆ³n solar?
La radiaciĆ³n solar atraviesa la atmĆ³sfera
Cuando estamos en la playa en uno de estos dĆas calurosos de verano, nos tumbamos āa que nos dĆ© el solā. Conforme permanecemos en la toalla mĆ”s tiempo, vamos notando cĆ³mo nuestro cuerpo se va calentando y elevando su temperatura, hasta que necesitamos darnos un baƱo o ponernos a la sombra porque nos quemamos. ĀæQuĆ© ha ocurrido aquĆ, si el aire no estĆ” a tanta temperatura? Lo que ha ocurrido es que los rayos de sol han atravesado nuestra atmĆ³sfera y han calentado nuestro cuerpo sin apenas calentar el aire.
Algo parecido a lo que nos ocurre en esta situaciĆ³n, es lo que le ocurre a la Tierra: La atmĆ³sfera es casi ātransparenteā a la radiaciĆ³n solar, pero la superficie terrestre y otros cuerpos situados sobre ella sĆ la absorben. La energĆa transferida por el Sol a la Tierra es lo que se conoce como energĆa radiante o radiaciĆ³n. La radiaciĆ³n va viajando a travĆ©s del espacio en forma de ondas que van transportando la energĆa. Dependiendo de la cantidad de energĆa que lleven se van clasificando a lo largo del espectro electromagnĆ©tico. Tenemos desde las ondas mĆ”s energĆ©ticas como los rayos gamma, rayos X y ultravioleta, como los de menos energĆa como son los infrarrojos, microondas y las ondas de radio.
Todos los cuerpos emiten radiaciĆ³n
Todos los cuerpos emiten radiaciĆ³n en funciĆ³n de su temperatura. Esto viene dado por la ley de Stefan-Boltzmann que establece que la energĆa emitida por un cuerpo es directamente proporcional a la cuarta potencia de su temperatura. Es por esto que tanto el Sol, como un trozo de leƱa ardiendo, como nuestro propio cuerpo e incluso un trozo de hielo estĆ”n radiando energĆa de una forma continua.
Esto nos lleva a plantearnos una pregunta: Āæpor quĆ© somos capaces de āverā la radiaciĆ³n que es emitida por el sol o el trozo de leƱa ardiendo y no somos capaces de ver la que emitimos nosotros, la superficie de la Tierra o el trozo de hielo? Pues bien, esto depende en gran medida de la temperatura que alcanza cada uno de ellos, y por lo tanto, la cantidad de energĆa que emiten predominantemente. Conforme mĆ”s temperatura alcancen los cuerpos, mayor serĆ” la cantidad de energĆa que emiten en sus ondas, y es por eso que serĆ”n mĆ”s visibles.
El Sol se encuentra a una temperatura de 6.000 K y emite radiaciĆ³n fundamentalmente en ondas del rango visible (conocidas generalmente como ondas de luz), tambiĆ©n emite radiaciĆ³n ultravioleta (que tiene mĆ”s energĆa y por eso nos quema la piel en exposiciones largas) y el resto que emite es radiaciĆ³n infrarroja que no es percibida por el ojo humano. Es por eso mismo que no podemos percibir la radiaciĆ³n que emite nuestro cuerpo. El cuerpo humano se encuentra a unos 37 grados Celsius y la radiaciĆ³n que emite la hace en el infrarrojo.
CĆ³mo trabaja la radiaciĆ³n solar
Seguramente al conocer que los cuerpos estĆ”n emitiendo continuamente radiaciĆ³n y energĆa se te venga otra pregunta a la cabeza. ĀæPor quĆ© si los cuerpos emiten energĆa y radiaciĆ³n no se van enfriando progresivamente? La respuesta a esta pregunta es sencilla: a la vez que estĆ”n emitiendo energĆa, tambiĆ©n la estĆ”n absorbiendo. Existe otra ley que es la del equilibrio radiativo que dice que un objeto emite la misma cantidad de energĆa que la que absorbe, es por eso que son capaces de mantener una temperatura constante.
AsĆ, en nuestro sistema tierra-atmĆ³sfera se producen una serie de procesos en los que se absorbe, emite y refleja energĆa, de manera que el balance final entre la radiaciĆ³n que llega al tope de la atmĆ³sfera procedente del Sol y la que sale al espacio exterior, es cero. Es decir que la temperatura anual promedio se mantiene constante. Cuando la radiaciĆ³n solar entra en la Tierra, la mayorĆa de ella es absorbida por la superficie terrestre. Muy poca parte de la radiaciĆ³n incidente es absorbida por las nubes y el aire. El resto de la radiaciĆ³n es reflejada por la superficie, los gases, las nubes y es devuelta al espacio exterior.
A la cantidad de radiaciĆ³n que es reflejada por un cuerpo respecto a la radiaciĆ³n incidente, se le conoce como āalbedoā. Por tanto, podemos decir que el sistema tierra-atmĆ³sfera tiene un albedo promedio del 30%. La nieve reciĆ©n caĆda o algunos cumulonimbos de gran desarrollo vertical, presentan un albedo cercano al 90%, mientras que los desiertos tienen cerca del 25% y los ocĆ©anos, alrededor de un 10% (absorben casi toda la radiaciĆ³n que les llega).
ĀæCĆ³mo medimos la radiaciĆ³n?
Para medir la radiaciĆ³n solar que recibimos en un punto, utilizamos un aparato llamado piranĆ³metro. Este apartado consiste en un sensor encerrado en un hemisferio transparente que transmite toda la radiaciĆ³n de longitud de onda que sea muy pequeƱa. Este sensor dispone de unos segmentos blancos y negros alternados que van absorbiendo la cantidad de radiaciĆ³n de una forma distinta. El contraste de temperatura entre estos segmentos se va calibrando en funciĆ³n del flujo de radiaciĆ³n (se mide en watios por metro cuadrado).
TambiĆ©n se puede obtener una estimaciĆ³n de la cantidad de radiaciĆ³n solar que recibimos mediante la mediciĆ³n del nĆŗmero de horas de sol que tenemos. Para ello, usamos un instrumento que se llama heliĆ³grafo. Ćste estĆ” formado por una esfera de vidrio orientada hacia el sur geogrĆ”fico, que actĆŗa como una gran lupa, concentrando toda la radiaciĆ³n recibida en un punto incandescente que va quemando una cinta de un papel especial graduada con las horas del dĆa.
La radiaciĆ³n solar y el aumento del efecto invernadero
Antes hemos mencionado que la cantidad de radiaciĆ³n solar que entra en la Tierra y la que sale es la misma. Esto no es del todo cierto, porque de ser asĆ, la temperatura media global de nuestro planeta serĆa de -88 grados. Necesitamos algo queĀ nos ayude a retener calor para poder tener la temperatura tan agradable y habitable que haga posible la vida en el planeta. AhĆ es donde introducimos el efecto invernadero. Cuando la radiaciĆ³n solar incide en la superficie terrestre, Ć©sta devuelve casi la mitad de nuevo a la atmĆ³sfera para expulsarla al espacio exterior. Pues bien, hemos comentado que las nubes, el aire y el resto de componentes atmosfĆ©ricos absorben una pequeƱa parte de la radiaciĆ³n solar. Sin embargo, esta cantidad absorbida no es suficiente para poder mantener una temperatura estable y que haga habitable nuestro planeta. ĀæCĆ³mo podemos vivir con estas temperaturas?
Los llamados gases de efecto invernadero son aquellos gases que retienen parte de la temperatura que emite la superficie terrestre que devuelve de nuevo a la atmĆ³sfera. Los gases de efecto invernadero son: el vapor de agua, el diĆ³xido de carbono (CO2), los Ć³xidos de nitrĆ³geno, los Ć³xidos de azufre, el metano, etc. Cada gas de efecto invernadero tiene una capacidad distinta para absorber radiaciĆ³n solar. Mientras mĆ”s capacidad tenga para absorber radiaciĆ³n, mĆ”s calor retendrĆ” y no dejarĆ” que vuelva al espacio exterior.
A lo largo de la historia del ser humano, la concentraciĆ³n de gases de efecto invernadero (entre ellos el que mĆ”s es el CO2) ha ido aumentando cada vez mĆ”s. El auge de dicho aumento se debe a la revoluciĆ³n industrial y a la quema de los combustibles fĆ³siles en la industria, la energĆa y el transporte. La quema de combustibles fĆ³siles como el petrĆ³leo y el carbĆ³n, provocan emisiones de CO2 y metano. Estos gases en una emisiĆ³n cada vez mayor provocan que retengan una gran cantidad de radiaciĆ³n solar y no permite que Ć©sta sea devuelta al espacio exterior.
Esto es conocido como el efecto invernadero. Sin embargo, el aumento de este efecto que llamamos invernadero es contraproducente, puesto que lo que estamos haciendo es aumentar las temperaturas medias globales cada vez mĆ”s. Conforme mĆ”s concentraciĆ³n hay en la atmĆ³sfera de estos gases que absorben radiaciĆ³n, mĆ”s calor van a retener y, por lo tanto, mĆ”s van ascender las temperaturas.
La radiaciĆ³n solar y el cambio climĆ”tico
El calentamiento global es conocido mundialmente. Este aumento de las temperaturas por la gran retenciĆ³n de radiaciĆ³n solar provoca un cambio en el clima global. No sĆ³lo significa que las temperaturas medias del planeta van aumentar, sino que el clima y todo lo que conlleva va a cambiar.
El aumento de temperaturas provoca desestabilizaciones en las corrientes de aire, masas oceĆ”nicas, distribuciĆ³n de especies, sucesiĆ³n de las estaciones, aumento de fenĆ³menos meteorolĆ³gicos extremos (como sequĆas, inundaciones, huracanesā¦), etc. Es por eso que para poder volver a tener nuestro equilibrio radiativo de una manera estable, tenemos que reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y volver a tener nuestro clima.
