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S
Efecto Invernadero y el Balance de Calor
Radiación de cuerpo negro Función de la atmósfera Equilibrio Radiativo
• Uncuerponegroesaquelqueabsorbetodalaradiaciónincidente(nohayalbedo).
• Haceestoentantonosesobrepasesucapacidadderetención(capacidadcalorífica)
• Unavezsellegaasucapacidad,elcuerponegroemiteradiaciónelectromagnéAca.Estaseconocecomoradiacióndecuerponegro.
CuandouncuerponegrollegaalequilibrioradiaAvo,emiteenergíadeacuerdoconlaley
E = σT 4
σ=5.7x10-8eslaconstantedeStefanTeslatemperaturadelcuerpo(°K)
CasodelaAerraenausenciadelaatmósfera
Datos:
S=344Wm-2
α=0.1enelecuadorα=0.8enlospolos
Ecuador:
T = Eσ
⎡
⎣⎢⎤
⎦⎥
14
(1-α)S=(0.9)344Wm-2=309Wm-2yT=270°K=-3°C
Polos:(1-α)S=(0.2)344Wm-2=70Wm-2yT=160°K=-113°C
T=270°K=-3°C T=160°K=-113°Cecuador polos
Esunresultadoquenoreproducelascondicionesactuales.Laatmósferajuegaunpapelimportante.
LaecuaciónquerigeelequilibrioradiaAvoenelocéano/conAnentees
U = σTG4
LaecuaciónquerigeelequilibrioradiaAvoenelcristales
B = σTC4
Elsistemaestaráenequilibriocuandotodaslasentradasigualenalassalidas
U = I
1 − ε2 = σTG
4
Laeficienciadelcristalesε.Siε=0,laecuaciónsereducealadeequilibrioradiaAvosinatmósfera.Enelcasoqueε=1,elcristal(atmósfera)eseficienteyseAeneque:
σ TG4 = σ TC
4 Osea,elcristalalcanzalamismatemperaturaqueelsuelo
U = I
1 − ε2 = σTG
4
Asímismo,enelcasoqueε=1,laecuaciónsereducea:
U = σTG4 = I
1 − 0.5 = 2I
TG = 2 Iσ 4 = 1.19 I
σ 4
Estoes,latemperaturadelsueloseráun19%máselevadaquesinohubieravidrio(atmósfera)
CasodelaAerraconatmósfera
Datos:
S=344Wm-2
α=0.1enelecuadorα=0.8enlospolosε=0.75
Ecuador:
T=(1.12)270°K=30°C
TG = 1.19 Iσ 4