Unidad 1 ► Factores astronómicos del clima Radiación solar. Espectro de la radiación solar....

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Unidad 1 Unidad 1 Factores astronómicos del clima Factores astronómicos del clima Radiación solar. Espectro de la Radiación solar. Espectro de la radiación solar. Radiación solar en el radiación solar. Radiación solar en el tope de la atmósfera. Distancia tierra- tope de la atmósfera. Distancia tierra- sol. Excentricidad de la eclíptica. La sol. Excentricidad de la eclíptica. La ecuación del tiempo. Altura del sol en ecuación del tiempo. Altura del sol en función de la latitud, día del año y función de la latitud, día del año y hora. Duración del día en función de la hora. Duración del día en función de la latitud y día del año. Radiación solar latitud y día del año. Radiación solar diaria en función de latitud y día del diaria en función de latitud y día del año. año.

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Unidad 1Unidad 1

►Factores astronómicos del climaFactores astronómicos del clima Radiación solar. Espectro de la radiación Radiación solar. Espectro de la radiación

solar. Radiación solar en el tope de la solar. Radiación solar en el tope de la atmósfera. Distancia tierra-sol. atmósfera. Distancia tierra-sol. Excentricidad de la eclíptica. La ecuación Excentricidad de la eclíptica. La ecuación del tiempo. Altura del sol en función de la del tiempo. Altura del sol en función de la latitud, día del año y hora. Duración del latitud, día del año y hora. Duración del día en función de la latitud y día del año. día en función de la latitud y día del año. Radiación solar diaria en función de Radiación solar diaria en función de latitud y día del año.latitud y día del año.

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División aproximada del espectro solar en División aproximada del espectro solar en varias bandas de colores y regiones de varias bandas de colores y regiones de

energíaenergía

UltravioletUltravioletaa

< 0.4 < 0.4 µµmm 8.03 %8.03 %

VisibleVisible VioletaVioleta

AzulAzul

VerdeVerde

AmarilloAmarillo

NaranjaNaranja

RojoRojo

0.390 – 0.4550.390 – 0.455

0.455 - 0.4920.455 - 0.492

0.492 – 0.5770.492 – 0.577

0.577 - 0.5970.577 - 0.597

0.597 – 0.6220.597 – 0.622

0.622 - 0.7700.622 - 0.770

46.41 %46.41 %

InfrarrojoInfrarrojo > 0.77> 0.77 µµmm 46.40 %46.40 %

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Isc = σ T 4

4 Π R2 Isc = 4 Π rs2 σ Ts 4

llega a la superficie de la sale del solllega a la superficie de la sale del sol esfera donde esta la Tierraesfera donde esta la Tierra

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Temperatura de cuerpo negro del Temperatura de cuerpo negro del SolSol

Ts= (Isc RTs= (Isc R²/²/σσ rsrs²² ) ) ¼¼

R = 149 597 890 km. R = 149 597 890 km. Distancia media tierra-solDistancia media tierra-solrs = 694 980 km. Radio del solrs = 694 980 km. Radio del solσσ = Stefan Boltzman = Stefan Boltzman

cte =5,6697 x 10cte =5,6697 x 10-8-8 W/m W/m22kk44

Isc = 1367 W/mIsc = 1367 W/m22

Ts = 5777 ºKTs = 5777 ºK

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La distancia tierra solLa distancia tierra sol► La radiación que llega al tope de la atmósfera terrestre es inversamente La radiación que llega al tope de la atmósfera terrestre es inversamente

proporcional al cuadrado de la distancia. proporcional al cuadrado de la distancia. ► Isr = σ TsIsr = σ Ts44 rs rs²/R²²/R²

Rmin = 0,983 AU ~ 3 enero en el pRmin = 0,983 AU ~ 3 enero en el perihelioerihelioRmax = 1,017 AU ~ 4 julio en el Rmax = 1,017 AU ~ 4 julio en el afelioafelio

Rmed ~ 4 abril y 5 octubreRmed ~ 4 abril y 5 octubre

► Isr RIsr R²² = Isc Rm = Isc Rm²² Isr = Isc (Rm/ R) Isr = Isc (Rm/ R) ²²

► Estas distancias están influenciadas por otros cuerpos celestes. Pero estas Estas distancias están influenciadas por otros cuerpos celestes. Pero estas alteraciones son conocidas y están en el almanaque náutico publicado por el alteraciones son conocidas y están en el almanaque náutico publicado por el observatorio naval de EE.UU. observatorio naval de EE.UU.

► Isr = Isc EoIsr = Isc Eo

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Eo = (R medio/ R)2

Eo = 1,000110 + 0,034221 cos Γ + 0,001280 sen Γ + 0,000719 cos 2Γ + 0,00077 sen 2Γ

Γ = 2 π (dn – 1)/365

dn : 1= 1 enero

Aproximación

Eo = 1 + 0,033 cos[(2πdn/365)]

E0 = (Rmed/R)² es la corrección por excentricidad y se puede aproximar por una serie de Fourier

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La ecuación del tiempo EtLa ecuación del tiempo Et► El tiempo solar está basado en la rotación de la tierra sobre

su eje. El día solar es el tiempo en que el sol parece cumplir un ciclo completo sobre un lugar sobre la tierra y no es exactamente 24 hs.

► El día solar varía a lo largo del año porque:

El eje de la tierra tiene un ángulo con respecto a la eclíptica y.

La Tierra barre áreas desiguales de la eclíptica en días distintos

► Discrepancias de un día a otro de hasta 30 minutos son posibles. La ecuación del tiempo en minutos (discrepancia con el tempo medio del día) es otra vez en términos de Fourier de Γ

► Et = 229,18 [0,000075 + 0,001868 cosΓ – 0,032077 senΓ – 0,014615 cos2Γ – 0,04089 sen2Γ]

► Es una aproximación, mayor exactitud en el almanaque naval.

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► (TLA) Tiempo local aparente = (TLM) Tiempo (TLA) Tiempo local aparente = (TLM) Tiempo local medio + Et local medio + Et

► Como generalmente la hora que se usa es la de Como generalmente la hora que se usa es la de otro meridiano = TLSotro meridiano = TLS

► TLM = Tiempo local standard (TLS) + corrección TLM = Tiempo local standard (TLS) + corrección por longitud (CL)por longitud (CL) CL = 4 (Ls – Ll) , Ls = longitud standard , Ll = longitud CL = 4 (Ls – Ll) , Ls = longitud standard , Ll = longitud

locallocal

es<0 si Ls está al este de Ll► Así TLA = TLS + 4 (Ls – Ll) + EtAsí TLA = TLS + 4 (Ls – Ll) + Et

► Es la ecuación que vincula el tiempo standard y Es la ecuación que vincula el tiempo standard y el solar de un lugar medidos ambos en minutosel solar de un lugar medidos ambos en minutos. .

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cos(cos(θs)θs) = cos(90 – = cos(90 –ΦΦ) cos(90 – δ) + sen(90 – ) cos(90 – δ) + sen(90 – ΦΦ) sen(90 – δ) cos) sen(90 – δ) coshh

► Donde Donde hh es el ángulo horario medido desde el mediodía es el ángulo horario medido desde el mediodía Se deduce la duración del díaSe deduce la duración del día

Simplificando Simplificando

cos(cos(θs)θs) = sen = sen ΦΦ sen senδδ + cos + cos ΦΦ cos cosδδ cos cos h h(duración del día ?..)(duración del día ?..)

► Por lo tanto la radiación solar inicialmente en una superficie Por lo tanto la radiación solar inicialmente en una superficie horizontal es horizontal es

► Ih = Isr [sen Ih = Isr [sen ΦΦ sen senδδ + cos + cos ΦΦ cos cosδδ cos cos h h] ]

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