La tierra: características generales e intercambio de energía.

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- La superficie de la Tierra por estar caliente irradia a la atmósfera radiación térmica por valor de 114 % de la radiación solar incidente es decir 390 W/m 2 .

- De ellos 40 W/m 2 van directamente al espacio (un 11,7% de la radiación solar incidente).

- El resto 350 W/m 2 son absorbidos por la atmósfera.

- La Tierra irradia a la atmósfera un 23% de la radiación solar incidente es decir 78 W/m 2 por la evaporación del agua. Cada gramo de agua para pasar a vapor de agua debe absorber 537 calorías que se roban de la superficie de la Tierra. Es el mismo efecto que cuando nos mojamos y la evaporación del agua sobre nuestro cuerpo nos refresca.

- La Tierra irradia a la atmósfera un 7% de la radiación solar incidente es decir 24 W/m 2 por convección y turbulencia del aire atmosférico. Sabemos que el aire en contacto con la superficie de la Tierra se calienta por lo que se dilata, pierde densidad y asciende, del mismo modo el aire frío más denso desciende donde roba calor de la superficie de la Tierra y completa el ciclo. A esto se le llama convección y hay una transferencia de calor de la Tierra a la atmósfera.

- La atmósfera absorbe el 132% de la radiación solar incidente es decir 452 W/m 2 . (350+78+24).

- La atmósfera como todo cuerpo caliente emite radiación térmica emite el 151,7% de la radiación solar incidente es decir 519 W/m 2 y lo hace irradiando hacia el suelo el 94,7% de la radiación solar incidente es decir 324 W/m 2 (mientras hacia el espacio irradia el 57% de la radiación solar incidente es decir 195 W/m 2 (165 irradiados por la atmósfera y 30 por la nubes).

Balance de radiación infrarroja o larga

- Por la parte superior de la atmósfera se irradia el 68,7% es decir 235 W/m 2 (195 por la atmósfera y nubes y 40 por el suelo). Como en el albedo expulsaba un 31,3% de la energía por esta superficie sale el 100% y el sistema Tierra-atmósfera no se calienta.

- A nivel de atmósfera se pierde un 67 W/m 2 de la energía en onda larga (452 absorbidos por la atmósfera y 519 perdidos que corresponden 195 irradiados por atmósfera y nubes y 324 irradiados por el suelo), pero como la atmósfera ganaba 67 W/m 2 de energía en onda corta queda equilibrada.

- A nivel de la superficie terrestre se pierde en energía de onda larga 492 W/m 2 (40 radiados al espacio, 350 a la atmósfera, 24 por convección y 78 por evaporación) y como la superficie terrestre ganaba también 492 W/m 2 (168 de onda corta y 324 radiados por la atmósfera devuelta a la Tierra) queda también equilibrada.

Tema 2

TEMA 2. LA TIERRA: CARACTERÍSTICAS GENERALES E INTERCAMBIO DE ENERGÍA

Introducción

La Tierra posee unas características muy especiales en comparación con los demás astros que forman parte del Sistema Solar. Tiene agua abundante, la que le da, vista desde el espacio, un característico color azul, y tiene una atmósfera en equilibrio con el agua y con los seres vivos. Su superficie sólida está formada por gigantescas placas litosféricas en movimiento constante. La energía que recibe del Sol es la óptima para la vida. Ni es excesiva, como para evaporar el agua y hacer desaparecer la atmósfera, ni es tan poca que mantuviera el agua helada.

Gracias al avance de la ciencia podemos no sólo conocer muchas características de nuestro planeta, que veremos con detalle en este capítulo y los próximos, sino que también vamos conociendo detalles de la azarosa historia del planeta. Desde su formación en los orígenes del sistema Solar, hasta la actualidad, muchas cosas han cambiado en el planeta. Los choques con gigantescos meteoritos y otras catástrofes han dejado su huella, pero sobre todo la lenta pero continuada acción de la atmósfera, la hidrosfera; el desplazamiento de las placas y la importante actividad de los seres vivos son los que han modelado la Tierra tal como hoy la conocemos.

Situación

La Tierra es uno de los planetas del sistema solar. Un astro sin luz propia que recibe la energía del Sol. El Sol es una de las cien mil millones de estrellas de la galaxia llamada Vía Láctea. Una estrella roja, situada más cerca del borde externo de la galaxia que de su centro, y que no es ni de las más grandes ni especialmente distinta de otros muchos millones de estrellas similares a ella; pero de la que procede la energía que hace posible la existencia de los únicos seres vivos que conocemos en el Universo.

La magnitud del Universo, formado por miles de millones de galaxias similares a la Vía Láctea, es tan enorme que nos resulta imposible de imaginar.

La Tierra posee un satélite singularmente grande, la Luna.

Forma y tamaño

Nuestro planeta es una esfera ligeramente aplastada en los polos. Su superficie es de unos 510 millones de kilómetros cuadrados -lo que viene a ser unas 1000 veces la de España- y la longitud de su radio oscila entre 6357 km (radio polar) y 6378 km (radio ecuatorial).

Movimientos

Los seres vivos están sujetos a unos ritmos marcados por la alternancia del día y la noche, la sucesión de las estaciones y el sucederse de las mareas. Todos estos fenómenos dependen directamente de los movimientos de la Tierra y la Luna respecto al Sol.

a) Movimiento de rotación

La Tierra da vueltas sobre sí misma alrededor de un eje de rotación imaginario que pasa por los polos. La rotación terrestre es de oeste a este y tarda 24 horas -el llamado día sideral- en dar una vuelta completa.

Este movimiento de rotación es el responsable de la repetición regular del día y la noche, según suceda que el punto en cuestión esté en la cara enfrentada al sol o en la resguardada.

b) Movimiento de traslación

El otro movimiento principal de la Tierra es el de traslación alrededor del sol. En este movimiento sigue un recorrido (órbita) en forma de elipse casi circular. Prácticamente en el centro de la elipse se encuentra el sol y al plano que la contiene se le llama plano de la eclíptica.

Dar una vuelta completa alrededor del sol le cuesta a la Tierra 365,2422 días.

Las estaciones están provocadas porque el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular respecto al plano de la eclíptica, sino que tiene una inclinación de 23º