6.5: El Espectro Solar

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El Sol emite radiación de los rayos X a las ondas de radio, pero la irradiancia de la radiación solar alcanza su punto máximo en las longitudes de onda visibles (ver figura a continuación). Las unidades comunes de irradiancia son Julios por segundo por m ² de superficie que se ilumina por nm de longitud de onda (por ejemplo, entre 300 nm y 301 nm), o W m ^—2 nm ^—1 para la siguiente parcela. Estas unidades son las unidades de irradiancia espectral, que también se llama simplemente irradiancia, pero en función de la longitud de onda.

2019-08-16 9.18.04.png — La emisión del Sol en la parte ultravioleta extrema del espectro de emisión solar. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center vía flickr

Para obtener la irradiancia total en unidades de W m ^—2, la irradiancia espectral debe integrarse en todas las longitudes de onda.

Tenga en cuenta lo siguiente para el espectro solar:

Aproximadamente la mitad de la energía se encuentra en las longitudes de onda visibles por debajo de 0.7 μm. Podemos decir esto haciendo una integración rápida.
O ₃ y O ₂ absorben gran parte de la irradiancia UV por debajo de 300 nm de altura en la atmósfera.
Alrededor del 70% de la irradiancia visible llega hasta el nivel del mar.
O ₃ absorbe un poco de la irradiancia visible.
Una fracción significativa de la irradiancia visible es dispersada por nubes y aerosoles. Algunos se reflejan de vuelta al espacio para que esta porción nunca deposite energía en el sistema terrestre.
Hay grandes bandas de longitud de onda en las que el vapor de agua, CO ₂ y O ₃ absorben la irradiancia infrarroja.

Para las longitudes de onda solares en las que la absortividad es alta, la irradiancia solar al nivel del mar es pequeña. Tenga en cuenta que los grandes absorbentes de la irradiancia infrarroja son vapor de agua, dióxido de carbono y ozono.

2019-08-16 9.20.09.png — Espectro solar y gases de absorción atmosférica de longitudes de onda de 240 nm a 2.5 µm. Crédito: Nick84 [CC BY-SA 3.0], vía Wikimedia Commons