Clase 5a meteorología
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Este documento presenta los conceptos clave de la circulación general de los vientos en la atmósfera, incluyendo los alisios, vientos tropicales, vientos polares y monzones. También describe los componentes de la dinámica atmosférica como una combinación de movimientos horizontales y verticales de masas de aire, y cómo el clima es impredecible debido a sus continuos cambios. Además, explica el calentamiento diferencial causado por la radiación solar y las ecuaciones para calcular la energía, incluyendo la constante solar, trans
Clase 5a meteorología
- 1. Circulación General: Vientos alisios, vientos tropicales, vientos polares y monzones Profesor: Jacinto Arroyo
- 7. CALENTAMIENTO DIFERENCIAL ORIGINADO POR LA RADIACIÓN SOLAR Jacinto Arroyo
- 8. Ecuaciones básicas para el cálculo de energía • La constante solar • La transparencia de la atmósfera • La duración de la luz del día • El ángulo con el que los rayos caen sobre la Tierra. cosh QT = F0(t) = Energía total S = Constante solar Distancia media del Sol entre distancia instantanéa Latitud Declinación cosh Angulo horario Jacinto Arroyo
- 9. cos 2 d dSTQ y )cosh(coscossinsinsincos ts Donde: S = constante solar. d d = distancia media del Sol entre distancia/instantánea. = declinación (grados). = latitud (grados). = ángulo horario (grados) u hora angular solar Donde tgtgarc .cos. siendo QT en W/m2 Jacinto Arroyo
- 10. RADIACIÓN SOLAR (En la hipótesis que no exista atmósfera) • Constante Solar • Emisión Solar • Distancia del Sol • Altura del Sol • Duración del día – Radiación Total (Qt) Jacinto Arroyo
- 11. (1) Constante Solar So • La constante solar, SO, es la cantidad total de radiación solar (incluidas todas las longitudes de onda del espectro solar) por unidad de área que incide en un plano normal a la dirección de los rayos solares en la parte externa de la atmósfera terrestre a la distancia media entre el sol y la tierra. La cantidad Sose puede derivar teóricamente de los siguientes conceptos: ya que el sol es prácticamente una esfera y la radiación solar es emitida perpendicularmente a su superficie en todas las direcciones, entonces, la energía radiante que nos llega del sol disminuirá inversamente al área formada por una esfera de radio de 1 U.A., es decir: 4 1 . . So = Constante Solar Es = Emisión solar de energía de un punto u.a. = Unidad astronómica • 1.94 cal/cm2/min – 2.02 cal/cm2/min en promedio es 1.36 kw/m2 (1.95 cal/cm2/min) • Debemos tener en cuenta que la constante solar recibida en la atmósfera superior es de 1.94 cal/cm2/min (1905 – 1924) • En el año 2007 fué de 2 cal/cm2/min. • Estas cifras presenta variaciones periodicas de 1 a 2% que están relacionados con el ciclo de las manchas solares. Jacinto Arroyo
- 12. Calculo de E = Emisión solar • Tener en cuenta la constante de Stefan – Boltzmann = 5,669 x 10‐8 Wm‐2 °K‐4 • También el valor de la emisividad y, • La temperatura Absoluta del sol (5785 °K) E = 6,35 x 107 Wm‐2 Jacinto Arroyo
- 13. (1.2) Calculo de Es = Radiación total emitida Es = E x As • Cálculo del Area total del Sol (As) – Tener en cuenta que el Radio medio del Sol (Rs = 6,959 x 108m.) • Área total del Sol (As) As = 4 • As=6,1 x 1018 m2 • Por lo tanto Es (Radiación total emitida) es igual Es = 3,864 x 1026 W ó = 3,873 x 1026 W Jacinto Arroyo
- 14. Distancia entre el Sol y la tierra • La distancia siempre cambiante entre el Sol y la Tierra produce variaciones más frecuentes en la cantidad de energía solar recibida. Jacinto Arroyo
- 15. Distancia entre el Sol y la Tierra • La luz del día es el resultado de la radiación solar que ha viajado una distancia promedio de 1 Unidad Astronómica (1 UA = 1.496 x 108 km) del sol a la tierra. Jacinto Arroyo
- 16. Ecuaciones básicas Donde dn corresponde al número del día de año (1≤dn≤365), variando desde 1 para el 1 de enero hasta 365 para el 31 de diciembre Jacinto Arroyo
- 17. Distancia instantánea • 1 U.A. = 1,496 x 108 Km (convertido a metros sería) • I U. A. = 1,496 x 1011 m • Se debe utilizar las ecuaciones anteriores para determinar las distancias reales en función del día del año. Jacinto Arroyo
- 20. Altura del sol • La altitud del sol; es decir, el ángulo entre los rayos solares y el plano tangente a la superficie terrestre, también tiene un efecto importante en la distribución de radiación solar incidente en la tierra. • Mientras más grande sea la altitud del sol (es decir, mientras más se acerquen a la perpendicular los rayos del sol), mayor será la radiación solar recibida por unidad de área sobre la tierra. • La variación horaria de la altitud del sol, tiene un amplio rango durante el día, lo cual obviamente regulará la cantidad de radiación que cae en una determinada región geográfica. Jacinto Arroyo
- 21. Altura solar • Se calcula en función de la latitud geográfica del punto de observación. • También en función de la declinación solar y de la hora angular solar. Jacinto Arroyo
- 22. Ángulo horario • Debido a la rotación terrestre, la altura solar , o su complemento ángulo cenital ,varia a lo largo del día. • Por ello cualquier punto situado a una latitud , gira a una velocidad angular ⁄ ⁄ . • Ello hace que la posición aparente del sol cambie continuamente. Por ello se utiliza el ángulo horario h u hora angular. • El ángulo horario es el ángulo formado entre la posición del Sol a la hora considera y su posición al medio día. t expresa la hora solar local, de tal forma que h=0 a medio día, es decir a las 12 horas hora solar local Jacinto Arroyo
- 23. Duración del día • Como es evidente la radiación solar sólo está disponible de día. • Cuando mayor sea la duración del día mayor será la insolación recibida en un lugar determinado. • La Dd depende de la laitud y la época del año. . • Si Nd es la longitud del día expresada en horas, 12‐Nd/2 representa al alba en el horario solar local y 12+Nd/2 el ocaso. Jacinto Arroyo
- 24. Radiación solar extraterrestre • La radiación solar recibida por un plano horizontal a la superficie terrestre situado fuera de la atmósfera, • Es decir sin tener sin tener en cuenta los efectos de la atmósfera. • Donde E es el factor de corrección de la excentricidad de la orbita terrestre. Jacinto Arroyo
- 25. Jacinto Arroyo