4.4: Patrones globales de insolación, radiación neta y calor

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Michael E. Ritter
University of Wisconsin-Stevens Point via The Physical Environment

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Los patrones de insolación y radiación neta que determinan la ubicación de plantas, animales, clima, suelos y otros elementos de nuestro entorno físico se pueden discernir a partir de Figuras\(\PageIndex{1}\) a través de\(\PageIndex{3}\). La figura\(\PageIndex{1}\) ilustra la distribución latitudinal de la radiación solar entrante y la radiación terrestre saliente. De aproximadamente 35 ^o N a 35 ^o S de latitud (el área roja de la gráfica) hay un excedente de energía ya que la radiación entrante excede a la saliente. Las regiones azules indican que hay más energía saliente que entrante, produciendo una pérdida neta de energía de la superficie terrestre. Uno podría preguntarse entonces por qué las latitudes medias a altas no se están enfriando a través del tiempo como resultado de la pérdida neta, y las regiones subtropicales a ecuatoriales se calientan constantemente debido a la ganancia neta. La razón es que la energía se redistribuye por la circulación de la atmósfera y los océanos. El calor ganado en los trópicos es transportado hacia el polo por la circulación global de aire y corrientes oceánicas cálidas para calentar regiones de latitud más alta. El aire más frío de las latitudes más altas y las frías corrientes oceánicas empujan hacia el ecuador para enfriar las latitudes más bajas. Este proceso de redistribución de energía en el sistema terrestre ayuda a mantener un equilibrio energético a largo plazo.

Figura\(\PageIndex{1}\): Variación latitudinal del balance de radiación

Insolación

La figura\(\PageIndex{1}\) simplifica la distribución geográfica de la insolación. Para la Tierra en su conjunto, los patrones particulares pueden ser explicados por la variación en las características superficiales que impactan la insolación. Los máximos de insolación se encuentran en los desiertos tropicales y subtropicales de la tierra. Aquí, los altos ángulos del sol y la falta de cobertura de nubes en las regiones desérticas permiten mucha radiación solar a la superficie. La insolación disminuye al mínimo en los polos donde los ángulos bajos del sol y el hecho de que el Sol no se eleve por encima del horizonte casi la mitad del año reduce la insolación anual.

Radiación neta

La radiación neta presenta un patrón diferente al de la insolación. La radiación neta máxima se encuentra sobre los océanos tropicales y subtropicales. El ángulo del sol siempre es alto sobre los océanos tropicales por lo que la superficie recibe radiación intensa durante todo el año. Con un ángulo de sol alto el albedo de la superficie es bajo y la absorción es alta. Sin embargo, la energía recibida se divide en calentamiento de la superficie así como agua evaporada. El resultado es una temperatura superficial más baja de lo que cabría esperar con ángulos de sol tan altos. Adicionalmente, el alto calor específico del agua significa que se necesita mucha más energía para calentar una masa unitaria de agua que la de la tierra, lo que resulta en temperaturas superficiales más bajas del océano. Con temperaturas superficiales más bajas, la superficie del agua no irradia tanta radiación de onda larga a la atmósfera como la tierra cercana a la misma latitud. Con mucha radiación entrando y poco saliendo, el valor neto es grande en comparación con la tierra en la misma latitud. La radiación neta es mínima sobre los polos, ya que la luz solar que entra en un ángulo bajo se refleja desde la superficie cubierta de hielo. Combinado con la larga noche polar, se encuentra muy poca radiación neta en estas latitudes.