La
Radiación Solar.
Radiación
solar conjunto de radiaciones
electromagnéticas emitidas
por el Sol. El Sol se comporta prácticamente como un Cuerpo
negro que emite energía siguiendo la ley de Planck a una temperatura de unos
6000 K. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el
ultravioleta. No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, pues
las ondas ultravioletas, más cortas, son absorbidas por los gases de la
atmósfera fundamentalmente por el ozono. La magnitud que mide la radiación
solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la energía que, por
unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por
metro cuadrado).
El Sol es
la estrella más cercana a la Tierra y está catalogada como una estrella enana
amarilla. Sus regiones interiores son totalmente inaccesibles a la observación
directa y es allí donde ocurren temperaturas de unos 20 millones de grados
necesarios para producir las reacciones
nucleares que producen su energía.
Tipos de Radiaciones.
Radiación
directa: llega directamente del sol sin haber sufrido cambio alguno en su
dirección. Se caracteriza por proyectar una sombra definida de los objetos
opacos que la interceptan.
Radiación
Difusa: Parte de la radiación que atraviesa la atmósfera es reflejada por las nubes
o absorbida por éstas. Esta radiación se denomina difusa, va en todas las
direcciones, como consecuencia de las reflexiones y absorciones, no solo de las
nubes sino de las partículas de polvo atmosférico, montañas, etc. Este tipo de
radiación se caracteriza por no producir sombra alguna respecto a los objetos
opacos interpuestos.
Radiación
Reflejada: Es aquella reflejada por la superficie terrestre. La cantidad de
radiación depende del coeficiente de reflexión de la superficie. Las
superficies verticales son las que más radiación reflejada reciben.
Radiación
global: Es la radiación total. Es la suma de las tres radiaciones.
Espectro de la radiación solar
La aplicación de la Ley de Planck al Sol con una temperatura superficial de unos 6000 K nos lleva a que el 99 % de la radiación emitida está entre las longitudes de onda 0,15 μm (micrómetros o micras) y 4 micras. Como 1 angstrom 1 Å = 10-10 m = 10-4 micras resulta que el Sol emite en un rango de 1500 Å hasta 40000 Å. La luz visible se extiende desde 4000 Å a 7400 Å. La radiación ultravioleta u ondas cortas iría desde los 1500 Å a los 4000 Å y la radiación infrarroja u ondas largas desde las 0,74 micras a 4 micras.
Efectos de la Radiación Solar sobre los Gases de la Atmósfera
La energía solar tiene
longitudes de onda entre 0,15 micras y 4 micras por lo puede ionizar un átomo
(0,1 micra), excitar electrones (0,1 micra y 1 micra), disociar una molécula o
hacerla vibrar (1 micra a 50 micra).
La energía térmica de la
tierra (radiación infrarroja) se extiende desde 3 micras a 80 micras por lo que
sólo puede hacer vibrar o rotar moléculas.
Radiación ultravioleta
La radiación ultravioleta
tiene la menor longitud de onda (360 nm), lleva mucha energía e interfiere con
los enlaces moleculares. Especialmente las de menos de 300 nm que pueden
alterar las moléculas de ADN, muy importantes para la vida. Estas ondas son
absorbidas por la parte alta de la atmósfera, especialmente por la capa de
ozono. Es importante protegerse de este tipo de radiación ya que por su acción
sobre el ADN está asociada con el cáncer de piel.
Luz visible
A radiación correspondiente
a la zona visible cuya longitud de onda está entre 360 nm (violeta) y 760 nm
(rojo), por la energía que lleva, tiene gran influencia en los seres vivos. La
luz visible atraviesa con bastante eficacia la atmósfera limpia, pero cuando
hay nubes o masas de polvo parte de ella es absorbida o reflejada.
Radiación infrarroja
La radiación infrarroja de
más de 760 nm, es la que corresponde a longitudes de onda más largas y lleva
poca energía asociada. Su efecto aumenta la agitación de las moléculas,
provocando el aumento de la temperatura. El CO2, el vapor de agua y las
pequeñas gotas de agua que forman las nubes absorben con mucha intensidad las
radiaciones infrarrojas.
La atmósfera se desempeña
como un filtro ya que mediante sus diferentes capas distribuyen la energía
solar para que a la superficie terrestre sólo llegue una pequeña parte de esa
energía.
Rayos Gama
Los rayos gama, constituidos
por fotones de altísima energía, representan el tipo de radiación propiamente
electromagnética más poderosa. Sus longitudes de onda se consideran inferiores
a los 10 picómetros (pm). La gran mayoría de los rayos gama provienen del sol y
del espacio exterior. Estos rayos son absorbidos por la alta atmósfera antes de
que lleguen a la superficie terrestre (por lo menos hasta ahora), por lo que
para registrarlos se requieren satélites o globos sonda que alcancen una gran
altitud. Sin embargo no estamos completamente a salvo de ellos ya que en la
tierra existen materiales radiactivos, tanto naturales como producidos por el
hombre, que emiten rayos gama.
Efectos sobre la salud
La exposición exagerada a la radiación solar puede ser perjudicial para
la salud. Esto está agravado por el aumento de la expectativa de vida humana,
que está llevando a toda la población mundial, a permanecer más tiempo expuesto
a las radiaciones solares, con el riesgo mayor de cáncer de
piel.
La radiación ultravioleta, es emitida por el Sol en longitudes de onda
que van aproximadamente desde los 150 nm (1500 Å), hasta los 400 nm (4000 Å),
en las formas UV-A, UV-B y UV-C pero a causa de la absorción por parte de la
atmósfera terrestre, el 99 % de los rayos ultravioletas que llegan a la
superficie de la Tierra
son del tipo UV-A. Ello nos libra de la radiación ultravioleta más peligrosa
para la salud. La atmósfera ejerce una fuerte absorción que impide que la
atraviese toda radiación con longitud de onda inferior a 290 nm (2900 Å).
La radiación UV-C no
llega a la tierra porque es absorbida por el oxígeno y el ozono de la atmósfera, por
lo tanto no produce daño. La radiación UV-B es parcialmente absorbida por el
ozono y llega a la superficie de la tierra, produciendo daño en la piel. Ello
se ve agravado por el agujero de ozono que se produce en los polos del planeta.
La Radiación Solar
1. ¿Cuál es el nombre de la estrella enana
amarilla más cercana a la tierra?
a) Marte
b) Sol
c) HR 5171 A
d) Mercurio
2. ¿Qué radiación emite el sol que es visible
para el ojo humano?
a) Infrarroja
b) Ultravioleta
c) Luz visible
d) Global
3. ¿cuál de estas es una radiación
ultravioleta existente?
a) UVC
b) UVU
c) RUV
d) ARV
4. Radiación que atraviesa la atmósfera,
reflejada por las nubes o absorbida por éstas.
a) Difusa.
b) Directa.
c) Reflejada.
d) Global.
5. Radiación que llega directamente del sol
sin haber sufrido cambio alguno en su dirección.
a) Difusa.
b) Reflejada.
c) Directa.
d) Global.
6. ¿Tipo de Radiación que lleva mucha energía
e interfiere con los enlaces moleculares?
a) Luz visible.
b) Radiación infrarroja.
c) Rayos Gamma
d) Radiación ultravioleta.
7. ¿La radiación solar sirve como energía?
a) Si.
b) No.
8. ¿Cuál de estos instrumentos sirve para
medir la irradiación térmica solar?
a) Piranómetro.
b) Bolómetro.
c) Heliómetro.
d) Termómetro.
9. ¿De dónde procede la mayor parte de la energía utilizada por los
seres vivos?
a) De las plantas.
b) El agua.
c) La tierra.
d) El sol.
10. ¿Qué ocurre con la radiación solar que
llega a la tierra?
a) Toda la radiación sale de la tierra.
b) Parte de la radiación sale de la tierra y
otra parte queda entre la tierra y la atmosfera.
c) Toda la radiación queda retenida entre la
atmosfera.
Crucigrama.
Across: | |
| 3 | Segun la ley de quien... El sol tiene una temperatura de unos 6000 K |
| 6 | Llega directamente del sol sin haber sufrido cambio alguno en su dirección. |
| 8 | Se caracteriza como la estrella amarilla, brinda calor y energia. |
| 9 | Constituidos por fotones de altísima energía, representan el tipo de radiación propiamente electromagnética más poderosa. |
| 10 | Atraviesa con bastante eficacia la atmósfera limpia, pero cuando hay nubes o masas de polvo parte de ella es absorbida o reflejada. |
Down: | |
| 1 | instrumento que mide la irradiación solar incidente sobre la superficie de la tierra. |
| 2 | Es aquella reflejada por la superficie terrestre. |
| 4 | Parte de la radiación que atraviesa la atmósfera es reflejada por las nubes o absorbida por éstas. |
| 5 | Tiene la menor longitud de onda (360 nm), lleva mucha energía e interfiere con los enlaces moleculares. |
| 7 | Es la suma de las tres radiaciones. |
