Radiación de cuerpo negro Función de ... - Reginaldo Durazordurazo.ens.uabc.mx/educacion/ocefis/efecto_invernadero.pdf• Un cuerpo negro es aquel que absorbe toda la radiación

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)

Laemisióndependesólodelatemperaturadelcuerpo.

E  = σT 4

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.

I

IU

(1-ε)U B

B

océano con'nente

Ondacorta Ondalarga

LaecuaciónquerigeelequilibrioradiaAvoenelocéano/conAnentees

U  = σTG4

LaecuaciónquerigeelequilibrioradiaAvoenelcristales

B = σTC4

Elsistemaestaráenequilibriocuandotodaslasentradasigualenalassalidas

Estoocurrecuando:

Entrada=U–B=I

Salida=(1– ε)U+B=I

B=U–IB=I-(1– ε)U

U  =    2I     2 − ε   

 =  I

  1 − ε2    =  σTG

4

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

Absorcióndeenergíaenelocéano

Absorcióndeenergíaenlaatmósfera

EfectosAntropogénicos

Radiaciónneta=Insolación– EmisiónOndaLarga