2. La radiación solar

Para poder comprender mejor cómo la energía procedente del Sol interactúa con la atmósfera de la Tierra y la superficie terrestre, se deben conocer los principios básicos de las leyes naturales que rigen la radiación:

• Todos los objetos con temperatura mayor de 0º K (-273ºC) emiten energía en forma de radiación, como por ejemplo el Sol, las personas o la Tierra.
• Los objetos con mayor temperatura radian más energía por unidad de superficie que los objetos fríos. El Sol, cuya temperatura media es de 5.800 K, emite en su superficie 64.000.000 W/m² . Para hacernos una idea, la energía irradiada en un segundo por el Sol es mucho mayor que la consumida por toda la humanidad desde su existencia hasta nuestros días. En cambio la Tierra, cuya temperatura media en su superficie es de 15 K, emite aproximadamente 390 W/m².

El Sol emite energía en forma de ondas electromagnéticas que se desplazan a una velocidad en vacío de 300.000 km/s. Con lo cual considerando una distancia media entre el Sol y la Tierra de 1 AU (unidad astronómica) = 149.800.000 km, se tiene que la energía solar tarda en llegar a la Tierra un poco más de 8 minutos.

La energía radiante en ondas electromagnéticas se caracteriza por dos parámetros:

• la longitud de onda λ
• y la frecuencia ν

Ambos son inversamente proporcionales; es decir, una radiación de longitud de onda corta corresponderá a una elevada frecuencia.

La energía irradiada está compuesta por varias ondas electromagnéticas con distintas longitudes de onda. De esta forma, para caracterizar la energía electromagnética radiada se utiliza un gráfico que muestra la intensidad del flujo de energía en función de la longitud de onda, tal y como el que se muestra en la Figura 3. 

 

Figura 3. Espectro de la radiación solar en la Tierra

 

Como se puede deducir del anterior gráfico, la energía irradiada consiste en ondas electromagnéticas que están asociadas a distintas cantidades de energía.

La energía emitida por el Sol la percibimos como luz; no obstante, como se puede apreciar en la Figura 3, el Sol emite radiación en todas las longitudes de onda existentes, aunque la mayor parte de la energía llega a la Tierra en forma de radiación del espectro visible e infrarrojo (7 % ultravioleta, 47,3 % visible y 45,7 % infrarrojo). La radiación solar emitida en longitudes de onda fuera del rango mencionado no atraviesan la atmósfera terrestre.

La cantidad de energía que llega a la Tierra procedente del Sol depende de factores como la difusión debida al polvo, la contaminación del aire que provocan los aerosoles, o los efectos meteorológicos como la nubosidad, la lluvia o la nieve.