La energía del Sol – El equilibrio térmico de la Tierra
El clima de la Tierra es un sistema alimentado por el sol. A lo largo del año, el sistema terrestre -superficies terrestres, océanos y atmósfera- absorbe una media de unos 240 vatios de energía solar por metro cuadrado (un vatio es un julio de energía por segundo). La luz solar absorbida impulsa la fotosíntesis, alimenta la evaporación, derrite la nieve y el hielo y calienta el sistema terrestre.
El Sol no calienta la Tierra de manera uniforme. Como la Tierra es una esfera, el Sol calienta más las regiones ecuatoriales que las polares. La atmósfera y el océano trabajan sin descanso para compensar los desequilibrios del calentamiento solar mediante la evaporación del agua superficial, la convección, las precipitaciones, los vientos y la circulación oceánica. Esta circulación acoplada de la atmósfera y el océano se conoce como el motor térmico de la Tierra.
El motor térmico del clima no sólo debe redistribuir el calor solar desde el ecuador hacia los polos, sino también desde la superficie de la Tierra y la atmósfera inferior hacia el espacio. De lo contrario, la Tierra se calentaría sin cesar. La temperatura de la Tierra no aumenta infinitamente porque la superficie y la atmósfera irradian simultáneamente calor al espacio. Este flujo neto de energía que entra y sale del sistema terrestre es el balance energético de la Tierra.
Cómo el sol produce energía
El balance energético Tierra-Atmósfera es el equilibrio entre la energía entrante del Sol y la energía saliente de la Tierra. La energía liberada por el Sol se emite como luz de onda corta y energía ultravioleta. Cuando llega a la Tierra, una parte es reflejada al espacio por las nubes, otra es absorbida por la atmósfera y otra es absorbida por la superficie terrestre.
Sin embargo, como la Tierra es mucho más fría que el Sol, su energía radiante es mucho más débil (longitud de onda larga), la energía infrarroja. Podemos ver indirectamente cómo esta energía irradia a la atmósfera en forma de calor, subiendo desde una carretera caliente, creando brillos en los días soleados.
El equilibrio energético entre la Tierra y la atmósfera se consigue cuando la energía recibida del Sol equilibra la energía que la Tierra pierde de vuelta al espacio. De este modo, la Tierra mantiene una temperatura media estable y, por tanto, un clima estable. Tomando como referencia 100 unidades de energía del Sol, el balance energético es el siguiente:
La absorción de la radiación infrarroja que intenta escapar de la Tierra de vuelta al espacio es especialmente importante para el balance energético global. La absorción de energía por parte de la atmósfera almacena más energía cerca de su superficie que si no hubiera atmósfera.
La energía del Sol en la Tierra | Maravillas del Sistema Solar
El sol es la fuente de la vida en nuestro planeta Tierra y, directa o indirectamente, es el combustible de la mayoría de los sistemas renovables. Los sistemas fotovoltaicos y termosolares, así como las centrales térmicas solares, convierten la irradiación solar directamente en energía utilizable. Siguiendo con nuestra serie de Fundamentos, Volker Quaschning ofrece una visión general del recurso de la energía solar.
Cuando se habla de radiación solar se utilizan varios términos. Sin embargo, estos términos se utilizan a menudo de forma incorrecta, incluso por algunos especialistas en energía solar. La potencia radiante específica total, o flujo radiante, por área que llega a una superficie receptora Spectrum AM 0 (extraterrestre) Spectrum AM 1.5 (terrestre) se denomina irradiancia. La irradiancia se mide en W/m² y tiene el símbolo E. Al integrar la irradiancia durante un periodo de tiempo determinado se convierte en irradiación solar. La irradiación se mide en J/m² o Wh/m², y se representa con el símbolo H. A efectos de la iluminación natural, sólo se considera la parte visible de la luz solar. La cantidad análoga a la irradiancia para la luz visible es la iluminancia. Se utiliza la unidad lm/m² (lumen/m²) o lx (lux).
La Tierra recibe 1400 W/ m2 de energía solar. Si toda la
¿Sabías que el sol lanza al espacio más de mil millones de toneladas de materia a millones de kilómetros por hora? En última instancia, la energía del sol es la fuerza motriz del tiempo y el clima, y de la vida en la Tierra. Pero, ¿qué tipo de energía proviene del sol? ¿Cómo viaja esa energía por el espacio? ¿Y qué ocurre cuando llega a la Tierra?
El sol emite muchas formas de radiación electromagnética en cantidades variables. Como se muestra en el diagrama (al lado), alrededor del 43% de la energía radiante total emitida por el sol se encuentra en las partes visibles del espectro. La mayor parte del resto se encuentra en el
La transferencia de energía del sol a través del espacio casi vacío (recordemos que el espacio es un vacío) se realiza principalmente por radiación. La radiación es la transferencia de energía mediante el movimiento de ondas electromagnéticas.
Sin embargo, la mayor parte de la radiación es absorbida por la superficie terrestre. Cuando la radiación es absorbida por una sustancia, los átomos de ésta se mueven más rápidamente y la sustancia se calienta al tacto. La energía absorbida se transforma en energía térmica. Esta energía térmica desempeña un papel importante en la regulación de la temperatura de la corteza terrestre, las aguas superficiales y la atmósfera inferior.