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Es posible determinar la cantidad de radiación solar que llega al límite de nuestra atmósfera; esta radiación varía algo en el transcurso del año, y, por término medio, vale 1,94 calorías por centímetro cuadrado y por minuto, esta cantidad de radiación se denomina constante solar. Ahora bien, esta radiación que llega de fuera, ¿alcanza, sin sufrir pérdidas, la superficie terrestre? En modo alguno.
Una fracción muy importante, el 33 % como término medio, en el hemisferio Norte, se refleja en las nubes y se pierde en los espacios extraterrestres. Otra fracción se dispersa en las partículas de polvo y en las moléculas del aire, y una parte de esta radiación dispersada abandona también la atmósfera hacia el espacio exterior; de este modo se pierde, aproximadamente, un 9 % de la radiación total.
El resto de la radiación dispersada, que representa un 16 % de la total, llega a nosotros desde el cielo. Se compone ésta, principalmente, de rayos azules, y de ahí que el cielo nos parezca azul. En cambio, el Sol poniente aparece rojizo porque la luz que de él nos llega ha recorrido un trayecto muy largo a través del aire y en el camino ha perdido, por dispersión, casi todos los rayos azules, y quedan casi exclusivamente los rojos, que son los que llegan a nuestros ojos.
Cuando se sube a una montaña muy alta, el cielo aparece negruzco porque la maya de aire que tenemos encima es más pequeña que al nivel del mar, de manera que el cielo sólo envía a nuestros ojos escasos rayos azules. Del 42 % restante de la radiación total que alcanza el límite de la atmósfera, una fracción importante (el 27 %) llega directamente hasta la Tierra. Es la radiación con que vemos brillar el Sol. Y, nos preguntamos: ¿Adonde va a parar el 15 % restante? Se trata de radiación de onda larga, que se queda en la atmósfera, absorbida por el vapor de agua y por el anhídrido carbónico del aire, principalmente.
El equilibrio de la radiación resulta en conjunto muy complicado porque, aparte los rayos que proceden del Sol, la Tierra misma emite una radiación invisible, de onda larga. El importe de la misma es grande. La radiación directa del Sol y la procedente del cielo no llegarían a compensar del todo la pérdida de radiación por parte de la Tierra. Ésta se enfriaría si no interviniese la atmósfera absorbiendo una parte de dicha radiación terrestre y devolviéndola a la Tierra. De ahí que esta radiación que parte de la atmósfera, se denomine contrarradiación. En ésta participa también el 15 % de radiación de onda larga que es absorbida por la atmósfera a partir de la del Sol.
En estos procesos, la atmósfera actúa a modo de cubierta de un invernadero, pues deja pasar los rayos de onda corta del Sol y del ciclo, pero detiene casi toda la radiación de onda larga, impidiendo que salga de la atmósfera hacia el exterior de la Tierra. Naturalmente, la radiación total que llega del Sol ha de equilibrar la radiación emitida por la superficie terrestre y por la atmósfera hacia el espacio exterior, pues. si así no fuese, la Tierra o el aire se irían calentando o enfriando sin cesar, cosa que no se ha comprobado que ocurra.
En efecto, no se han observado modificaciones del estado calorífico medio de la Tierra, incluso considerando intervalos de muchos años. Desde luego, una pequeñísima cantidad de radiación se queda en la Tierra, pues las plantas la utilizan para convertirla en su propia sustancia (madera, semillas, etc.) transformando el anhídrido carbónico del aire gracias a la función clorofílica, que tiene su asiento en las hojas verdes. Así, en nuestro carbón y en nuestros alimentos se esconde energía solar, que queda de nuevo en libertad por combustión o por los procesos de metabolismo del cuerpo humano.
Relación entre la radiación y la temperatura del aire
Hemos visto que una gran parte de la radiación del Sol y del cielo llega hasta la superficie terrestre. Sólo permanece en la atmósfera una pequeña parte de la misma. Por tanto, el calentamiento y enfriamiento periódico del aire que observamos diariamente no puede ser consecuencia directa de la intervención de la radiación solar. Esta última calienta la superficie terrestre. Una parte de dicho calor penetra en la Tierra por conducción, y otra parte, también por conducción, es cedida a la película de aire que está en contacto con él, capa que tiene aproximadamente 1 cm de espesor y está algo más fría que la Tierra.
Pero cuando una masa de aire, por la causa que fuere -verbigracia, por estar situada sobre un suelo de naturaleza distinta que la del terreno de las inmediaciones-, se calienta más que el aire circundante, al ser más ligera que dicho aire. sube y deja sitio para otras masas de aire más frío, que descienden. Este proceso se repite sin cesar, de manera que el aire se va calentando poco a poco hasta niveles relativamente altos, Por otra parte, el viento contribuye a mezclar las masas de aire frías con las calientes, y, en resumen, el calor es transportado hacia capas más altas.
Una fracción muy importante, el 33 % como término medio, en el hemisferio Norte, se refleja en las nubes y se pierde en los espacios extraterrestres. Otra fracción se dispersa en las partículas de polvo y en las moléculas del aire, y una parte de esta radiación dispersada abandona también la atmósfera hacia el espacio exterior; de este modo se pierde, aproximadamente, un 9 % de la radiación total.
El resto de la radiación dispersada, que representa un 16 % de la total, llega a nosotros desde el cielo. Se compone ésta, principalmente, de rayos azules, y de ahí que el cielo nos parezca azul. En cambio, el Sol poniente aparece rojizo porque la luz que de él nos llega ha recorrido un trayecto muy largo a través del aire y en el camino ha perdido, por dispersión, casi todos los rayos azules, y quedan casi exclusivamente los rojos, que son los que llegan a nuestros ojos.
Cuando se sube a una montaña muy alta, el cielo aparece negruzco porque la maya de aire que tenemos encima es más pequeña que al nivel del mar, de manera que el cielo sólo envía a nuestros ojos escasos rayos azules. Del 42 % restante de la radiación total que alcanza el límite de la atmósfera, una fracción importante (el 27 %) llega directamente hasta la Tierra. Es la radiación con que vemos brillar el Sol. Y, nos preguntamos: ¿Adonde va a parar el 15 % restante? Se trata de radiación de onda larga, que se queda en la atmósfera, absorbida por el vapor de agua y por el anhídrido carbónico del aire, principalmente.
El equilibrio de la radiación resulta en conjunto muy complicado porque, aparte los rayos que proceden del Sol, la Tierra misma emite una radiación invisible, de onda larga. El importe de la misma es grande. La radiación directa del Sol y la procedente del cielo no llegarían a compensar del todo la pérdida de radiación por parte de la Tierra. Ésta se enfriaría si no interviniese la atmósfera absorbiendo una parte de dicha radiación terrestre y devolviéndola a la Tierra. De ahí que esta radiación que parte de la atmósfera, se denomine contrarradiación. En ésta participa también el 15 % de radiación de onda larga que es absorbida por la atmósfera a partir de la del Sol.
En estos procesos, la atmósfera actúa a modo de cubierta de un invernadero, pues deja pasar los rayos de onda corta del Sol y del ciclo, pero detiene casi toda la radiación de onda larga, impidiendo que salga de la atmósfera hacia el exterior de la Tierra. Naturalmente, la radiación total que llega del Sol ha de equilibrar la radiación emitida por la superficie terrestre y por la atmósfera hacia el espacio exterior, pues. si así no fuese, la Tierra o el aire se irían calentando o enfriando sin cesar, cosa que no se ha comprobado que ocurra.
En efecto, no se han observado modificaciones del estado calorífico medio de la Tierra, incluso considerando intervalos de muchos años. Desde luego, una pequeñísima cantidad de radiación se queda en la Tierra, pues las plantas la utilizan para convertirla en su propia sustancia (madera, semillas, etc.) transformando el anhídrido carbónico del aire gracias a la función clorofílica, que tiene su asiento en las hojas verdes. Así, en nuestro carbón y en nuestros alimentos se esconde energía solar, que queda de nuevo en libertad por combustión o por los procesos de metabolismo del cuerpo humano.
Relación entre la radiación y la temperatura del aire
Hemos visto que una gran parte de la radiación del Sol y del cielo llega hasta la superficie terrestre. Sólo permanece en la atmósfera una pequeña parte de la misma. Por tanto, el calentamiento y enfriamiento periódico del aire que observamos diariamente no puede ser consecuencia directa de la intervención de la radiación solar. Esta última calienta la superficie terrestre. Una parte de dicho calor penetra en la Tierra por conducción, y otra parte, también por conducción, es cedida a la película de aire que está en contacto con él, capa que tiene aproximadamente 1 cm de espesor y está algo más fría que la Tierra.
Pero cuando una masa de aire, por la causa que fuere -verbigracia, por estar situada sobre un suelo de naturaleza distinta que la del terreno de las inmediaciones-, se calienta más que el aire circundante, al ser más ligera que dicho aire. sube y deja sitio para otras masas de aire más frío, que descienden. Este proceso se repite sin cesar, de manera que el aire se va calentando poco a poco hasta niveles relativamente altos, Por otra parte, el viento contribuye a mezclar las masas de aire frías con las calientes, y, en resumen, el calor es transportado hacia capas más altas.