Cátedra Climatología y Fenología Agrícolas
ELEMENTOS DEL TIEMPO Y DEL CLIMA Radiación solar, Presión atmosférica Viento Temperatura del aire, Temperatura de suelo Evaporación Humedad relativa del aire, Nubosidad Precipitación Humedad de suelo .
SISTEMAS
SISTEMA BIOLÓGICO FUNCIONAL
Diagrama de una célula animal, a la izquierda (1. nucleolo, 2. Núcleo, 3. Ribosoma, 4. Vesícula, 5. Retículo endoplasmático rugoso, 6. Aparato de Golgi, 7. Cito esqueleto (Microtúbulos), 8. Retículo endoplasmático liso, 9. Mitocondria, 10. Vacuola, 11. Citoplasma, 12. Lisosoma. 13. Centríolos.); y de una célula vegetal, a la derecha.
SISTEMA SOLAR
RADIACIÓN SOLAR •Constitución del Sol : 70 % H 28 % He 2% átomos Pesados •La temperatura del sol disminuye del núcleo a la superficie •Temperatura de la superficie: 6.000°C •Temperatura del centro: 15.000.000°C •La radiación solar se transmite como ondas electromagnéticas
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
COMPOSICIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO DE LA RADIACIÓN SOLAR •
Ultravioleta = 4% (0,28m) •
Visible = 44% (0,4 a 0,7m)
•
Infrarrojo = 52% (0,7 a 4m
EL PLANETA COMO SISTEMA
SATÉLITE EXPLORADOR DEL CAMPO GRAVITATORIO Y CIRCULACIÓN OCEÁNICA
285 km de la superficie
CAMPO GRAVITATORIO DE LA TIERRA
SOL-TIERRA
ENERGÍA SOLAR EN EL SISTEMA PLANETA
LEYES DE LA RADIACIÓN • 1) Ley de Steffan-Boltzman La emisión de la radiación, es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta
Re = e s (T°)4 donde e : Emisividad del cuerpo s : Constante de Steffan-Boltzman • 2) Ley de Wien La longitud de onda de la radiación T° emitida por un cuerpo es inversamente proporcional a su T°
=ּג2900 Tº
ENERGÍA VS LONGITUD DE ONDA PARA SOL Y TIERRA
PLANETA TIERRA
CONSTANTE SOLAR DE TRANSMISIÓN CONSTANTE SOLAR Y COEFICIENTE • Constante solar: Cantidad de energía que incide en forma perpendicular en el borde externo de la atmósfera. Constante Solar = 2 cal/cm2 min • Coeficiente de transmisión: Cantidad de energía que llega a la superficie de continentes y mares Coeficiente de transmisión: 43%
• )
MAGNITUDES FÍSICAS DE LA TIERRA
LA ATMÓSFERA COMO SISTEMA
FUNCIÓN PROTECTORA DE LA ATMÓSFERA • Protección contra el ingreso de cuerpos celestes •Alteración y atenuación de la radiación solar Procesos de: Absorción Reflexión Dispersión • Captura de la radiación terrestre
GOCE DE RADIACIÓN DE SUPERFICIE TERRESTRE
• Cantidad
• Calidad • Duración
La Radiación solar llega a la superficie como: - Radiación Directa - Radiación Difusa Día despejado = 90% R. Directa + 10% R. Difusa Día nublado = 100% R. Difusa
Radiación Global (Rg) = R. Directa + R. Difusa Rg diaria : Radiación global que llega en un día a la superficie terrestre
PROCESOS DE LA RADIACIÓN EN LA ATMÓSFERA
FACTORES QUE AFECTAN LA CANTIDAD DE RADIACIÓN SOLAR RECIBIDA
Geográficos - Latitud - Exposición - Inclinación del Suelo Atmosféricos – Nubosidad – Partículas en Suspensión (naturales y antrópicas) Otros – Estación del Año – Hora del Día – Cobertura superficie
LEYES DE LA RADIACIÓN • 3) Ley de LAMBERT o del coseno :
inclinación del rayo incidente • 4) Ley de BOUGUER : disminución de energía al
atravesar un medio de mayor densidad
Ley de LAMBERT o del coseno La intensidad de la radiación sobre un plano decrece en forma proporcional al coseno del ángulo de incidencia en relación a la normal Io
Io
α
α Is = Io cos α
Ley de BOUGUER Atenuación de la energía al atravesar un medio de mayor densidad (atmósfera)
Is = Io . e
-k x
CRIÓSFERA
INCLINACIÓN DE LA TIERRA
EQUINOCCIOS Y SOLSTICIOS
SOLSTICIO INVIERNO
CALENTAMIENTO DIFERENCIAL DE TIERRAS Y AGUAS
Océanos -Superficie en movimiento -Superficie transparente -Mayor penetración de Rad. -Transmisión de calor de advectiva y convectiva -Mayor calor especifico
Suelos -Sup. Inmóvil -Sup. Opaca -Rad. sólo en sup. -Transmisión de calor por conducción - Menor calor especifico
• Calentamiento y enfriamiento de las aguas es más lento que el de los suelos T° + Regular Menor oscilación térmica • En zonas con influencia terrestre tienen mayor oscilación térmica.
Predominan climas terrestres Predominan climas con influencia oceánica
HELIOFANÓGRAFO
Y
PIRANÓGRAFO
RADIACIÓN TERRESTRE • La Tierra emite una radiación llamada RADIACIÓN TERRESTRE (Rt), ya que tiene una temperatura mayor al cero absoluto (la Rt es de onda larga) La Rt es absorbida por gases de invernáculo: -Ozono -Vapor de agua -CO2 - Otros • Ventana Atmosférica: La atmósfera no posee nada para detener la Rt, produciendo mayor enfriamiento • Efecto Invernadero: Trabas para que escape la Rt
CARACTERÍSTICAS DE LA RADIACIÓN TERRESTRE • La Tierra está permanentemente irradiando Energía pero con intensidad variable • Su cantidad y calidad se rigen por las leyes de Stephan Boltzman (288° K) y de Wien (10 micrones) • El espectro de radiación va de 4 a 100 micrones (onda larga) • La T° máximas y mínimas ocurren con la máxima y mínima emisión de Rt • Cuando el sistema esta ganando energía se produce calentamiento del aire y la T° sube (Día) si el sistema pierde energía el aire se enfría y la T° baja (Noche)
RADIACIÓN EMITIDA SOL-TIERRA
BALANCE LOCAL DE ENERGÍA RN (+)(Día)
= Rg (1-a) + Ratm - Rt
RN (-)(Noche) = Ratm - Rt Donde: RN: radiación neta a : Albedo (Cantidad de energía o radiación que se refleja, depende del calor del cuerpo, por ello los cuerpos tienen distintos albedos) Ratmosférica : Depende de la nubosidad, humedad del aire Rterrestre : Depende de la superficie, textura, etc.
BALANCE LOCAL DE ENERGÍA Rad. Global Rad. Terrestre
Albedo Rad. Neta Contrarad. Atmosférica
-
+
Día
Noche
VENTANA ATMOSFÉRICA
ANIMAL HOMEOTERMO CC= C Adquirido + C Producido
Rg
CRat
Metabolismo
Rt
CICLO DE tº DIURNAS A: precosecha; B: postcosecha
A
B
Ventana atmosférica: Región del espectro electromagnético en la cual la atmósfera terrestre es transparente. Debido a la presencia en la atmósfera de dióxido de carbono, vapor de agua y ozono, la radiación ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma que llegan del espacio son prácticamente absorbidos, así como parte de la radiación infrarroja. De esta forma sólo la luz visible y ciertas zonas del infrarrojo y ondas de radio penetran en la atmósfera. El Universo emite luz en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, pero la mayoría de esta luz no nos llega a la superficie de la Tierra porque es bloqueada por nuestra atmósfera. Este es el caso de los rayos-X, los rayos-gamma y el ultravioleta, que de llegar a la superficie terrestre harían imposible la existencia de vida en la Tierra. La atmósfera bloquea también la mayor parte de la luz infrarroja, así como las ondas radio menos energéticas. Por otra parte, la atmósfera permite la transmisión de la luz visible, de la mayoría de las ondas radio y del cercano infrarrojo, haciendo posible que los astrónomos puedan, desde la superficie de la Tierra, ver el Universo a esas longitudes de onda. La mayor parte de la luz infrarroja que viene del Universo es absorbida por el vapor de agua y el dióxido de carbono que hay en la atmósfera. Sólo un rango muy estrecho de longitudes de onda pueden llegar (al menos parcialmente) a los telescopios infrarrojos terrestres.
