Dirección de la radiación atmosférica

Desconectado Juan Mendos

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Dirección de la radiación atmosférica
« en: Viernes 15 Noviembre 2019 12:56:04 pm »
¿Qué proporción de la energía infrarroja emitida por la atmósfera acaba escapándose al espacio? ¿Qué proporción acaba incidiendo sobre la superficie de la Tierra?

Parece que el reparto no es al 50% para cada lado y, si es así, supongo que ello se debe a que las variables de la atmósfera (densidad, concentración de unos y otros gases, temperatura...) toman valores que dependen de la altitud.

¿Sería alguien tan amable de proporcionarme unas primeras nociones de ciencia sobre este asunto?

Gracias de antemano y saludos,

Juan Mendos

Desconectado Juan Mendos

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #1 en: Viernes 27 Diciembre 2019 09:55:46 am »
Hace más de un mes que abrí este hilo y no he tenido ni una sola respuesta.

¿De verdad que nadie ha investigado un poco sobre esto?

Vengo manejando un gráfico de flujos de energía que anda por ahí, según el cual la Atmósfera emite radiación a razón de 519 W/m2, de los cuales 324 W/m2 (62,4%) son re-absorbidos por la Tierra y 195 W/m2 (37,6%) se escapan al espacio.

¿Qué razón o razones puede haber para esta diferencia?

Saludos,
JM


Desconectado meteosat71

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #2 en: Viernes 27 Diciembre 2019 10:35:07 am »
En libros de Climatología como el de Pita y Cuadrats (Climatología) o el de Javier Martín Vide (Climatología Analítica) sale las explicaciones, también en el de Meteorología de Henderson. Supongo que la radiación solar emitida, estos 195 W/m2 algunas salen de la Atmosfera por la radiación infraroja emitida por la superficie terrestre (debido a su temperatura, la superficie terrestre absorbe radiación terrestre y otra parte la reemite al espacio, todos los objetos emiten radiación infrarojo se comportan como cuerpos negros) y por la atmosfera. Las mismas partículas de la atmosfera también reflejan radiación solar (aerosoles, contaminación, nubes). Tenemos la reflexión solar debido a las nubes, donde las gotas de las nubes y los núcleos de condensación absorben y reflejan radiación solar, que es diferente en nubes bajas, medias, y altas. Finalmente tenemos la reflexión que sufre la radiación solar en la superficie terrestre, debido al albedo de la superficie terrestre, que es diferente en función del color del objeto y otros factores. Si me he equivocado corregidme, tengo que repasarlo, lo siento.
Vivo en Salt. 3 km al oeste de Girona. TMedia anual de 16,2º. Precipitación 719 mm. Extremas de 43,5ºC y -7,8ºC. En Salt 27 hay días de helada al año. En las Deveses de Salt 83.4 días de helada al año. Mínima absoluta el 2001 en las Deveses de Salt, -12,8ºC. 13,9ºC es la temperatura media en las Deveses. 10,2ºC media mínimas Salt y 6,1º en las Deveses.

Desconectado Juan Mendos

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #3 en: Viernes 27 Diciembre 2019 11:54:16 am »
En libros de Climatología como el de Pita y Cuadrats (Climatología) o el de Javier Martín Vide (Climatología Analítica) sale las explicaciones, también en el de Meteorología de Henderson. Supongo que la radiación solar emitida, estos 195 W/m2 algunas salen de la Atmosfera por la radiación infraroja emitida por la superficie terrestre (debido a su temperatura, la superficie terrestre absorbe radiación terrestre y otra parte la reemite al espacio, todos los objetos emiten radiación infrarojo se comportan como cuerpos negros) y por la atmosfera. Las mismas partículas de la atmosfera también reflejan radiación solar (aerosoles, contaminación, nubes). Tenemos la reflexión solar debido a las nubes, donde las gotas de las nubes y los núcleos de condensación absorben y reflejan radiación solar, que es diferente en nubes bajas, medias, y altas. Finalmente tenemos la reflexión que sufre la radiación solar en la superficie terrestre, debido al albedo de la superficie terrestre, que es diferente en función del color del objeto y otros factores. Si me he equivocado corregidme, tengo que repasarlo, lo siento.

Muchas gracias, Meteosat71.

En mi modelo, el Sol nos hace llegar 342 W/m2 de rediaciones de todo tipo (UV, visible e IR).

La Atmósfera, nubes, etc. reflejan de vuelta al espacio el 22,5% de esa energía (albedo), es decir, 77 W/m2, con lo que en la Atmósfera penetran 265 W/m2.

La Atmósfera absorbe directamente radiación solar a razón de 67 W/m2, es decir, el 25,3% de la energía que penetró.

Con eso, a la superficie de la Tierra llegan 198 W/m2 de radiación directa del Sol, de los cuales 30 W/m2 son reflejados directamente al espacio (albedo del 15,2 %) y 168 W/m2 son finalmente absorbidos por la Tierra.

La Tierra transfiere a la Atmósfera 102 W/m2 por conducción, convección, evaporación y transpiración.

Asimismo, la Tierra emite radiación a razón de 390 W/m2, de los cuales 350 W/m2 son absorbidos por los GEI y 40 W/m2 se escapan directamente al espacio.

Por fin, los GEI emiten 519 W/m2 de radiación IR, de los cuales 195 W/m2 (37,6%) se van al espacio y 324 W/m2 (62,4%9 son reabsorbidos por la superficie terrestre.

Lo que me "preocupa" son estas radiaciones atmosféricas:

Si el reparto fuese del 50% reabsorbido por la Tierra y 50% saliendo libremente al espacio, para mantener en equilibrio térmico todos los elementos del sistema, los GEI tendrían que emitir solamente 409,4 W/m2, cosa que podrían hacer a menor temperatura.

Si admitimos que la energía radiada por los GEI es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta de dichos GEI, tendremos que:

519 = K · TO^4
409,4 = K · T1^4

De estas ecuaciones se llega a

T1 = 0,94 · T0

Es decir, la temperatura absoluta media de la atmósfera con un reparto de radiación espacio/Tierra del 50% / 50% sería un 6% más baja que con el reparto 37,6% / 62,4%.

Si con el reparto desigual, la temperatura media de la Atmósfera fuese de 15 ºC (288º K), con el reparto igualitario sería de 270,7º K = 2,3º C bajo cero.

Por lo tanto, si todo lo anterior estuviese "medio bien" (cosa de la que no estoy nada seguro), el reparto entre el espacio y la Tierra de la energía emitida por los GEI tendría una gran importancia en todo este asunto del cambio climático o calentamiento global o como a Vds. les guste llamarlo.

Si alguien entiende que lo anterior no está ni "medio regular" le agradecería mucho que me indicase los principales errores que he cometido.

Saludos,
JM 

Desconectado AlejandroGP

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #4 en: Viernes 27 Diciembre 2019 16:32:07 pm »
¿Qué proporción de la energía infrarroja emitida por la atmósfera acaba escapándose al espacio?
No soy experto en el tema, pero me parece que la atmósfera como tal no emite energía infrarroja.

Aquí expongo mi 'modelo' de lo que creo que sucede, para que lo despedacen o confirmen.

1 Los rayos UV provenientes del sol llegan a la tierra (así, con minúscula, por no llamarle 'suelo'.)

2 A su vez la tierra convierte los rayos UV en rayos IR (o sea calor).

3 Este calor calienta las moléculas de la atmósfera, que tienden a subir (hablo de todos los componentes de la atmósfera, excepto los GEI).

4 Las moléculas atmosféricas calientes, en su paso hacia el espacio exterior, se encuentran a su vez con moléculas frías, e intercambian calor.

5 De pronto (y muy de repente) aparecen moléculas de GEI, que pelean por el calor de las moléculas calientes, y la transferencia de energía se hace de las moléculas más calientes a la moléculas más frías.

6 El calor absorbido por los GEI, no hace a éstos subir en la atmósfera, sino que se mantienen formando una especie de sábana o manta térmica.

7 Cuando la temperatura de la manta térmica es más alta que la del resto de la atmósfera, los GEI sueltan su calor buscando una nivelación.

8 El calor que liberan los GEI calienta a las moléculas que rodean a los GEI, algunas arriba, otras abajo, otras a los costados. Las que están arriba y a los costados suben hacia el espacio exterior.

9  Las que quedan abajo de los GEI pelean por quedarse con el calor, hasta llegar a un equilibrio, y así sucesivamente.

Adelante, expertos: despedacen este humilde modelo para que lo perfeccionemos, antes de hablar de W/m2 y cosas que resultan complicadas si no se comprenden las bases.

En resumen, entendamos la mecánica de los rayos IR antes de meternos en el balance de energía, que no acaba de poner de acuerdo a los científicos.

Por cierto, Juan Mendoz: entro casi a diario a este foro y no había visto tu tema que de verdad me interesa, siempre y cuando hablemos con peras y manzanas.



Hay tres tipos de calentamiento global: el generado por factores naturales; el generado por factores humanos; y el generado por intereses comerciales.

Desconectado hrizzo

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #5 en: Viernes 27 Diciembre 2019 16:46:01 pm »
En este asunto del "reflejo" de la radiación efectuada por los GEI siempre he visto dos problemas:

1) El clásico de la conservación de la energía y la aparente violación a las leyes de la termodinámica que implica el así llamado efecto invernadero. Es una contradicción que se ha esgrimido y que no he visto nunca bien contestada, por lo menos a satisfacción de todos. De todos modos, habrá que esperar a mecanismos cuánticos que expliquen (si pueden) esa aparente violación.

2) El segundo es uno que sí me gustaría comentar aquí, porque no lo he visto ni siquiera mencionado nunca.
El caso es que, según la conjetura CGA, lo que absorben (y re-emiten) los GEI es radiación, y la misma se transmite en línea recta, en todas direcciones. De ahí deduce que el 50% escapa al espacio y el otro 50% vuelve a la superficie.
Pues bien, eso no puede ser así.
Me explico. La Tierra es una esfera finita, y por eso va pareciendo más pequeña (su diámetro angular disminuye) a medida que nos vamos elevando.
Por lo tanto, el ángulo de retorno (el área que cubre) de  la radiación que se re-emite es cada vez más pequeño, mientras que el área del espacio circundante a la esfera terrestre se va haciendo angularmente más grande.
Por lo tanto, ese supuesto 50% de retorno será únicamente posible a nivel del suelo, pero a medida que nos elevamos (es decir, que cada molécula de CO2 interviniente alcanza mayor altura) ese 50% también disminuirá, ya que la radiación re-emitida tendrá menos superficie para alcanzar y mayor espacio al que escapar.

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #6 en: Viernes 27 Diciembre 2019 18:49:48 pm »
....

2) El segundo es uno que sí me gustaría comentar aquí, porque no lo he visto ni siquiera mencionado nunca.
El caso es que, según la conjetura CGA, lo que absorben (y re-emiten) los GEI es radiación, y la misma se transmite en línea recta, en todas direcciones. De ahí deduce que el 50% escapa al espacio y el otro 50% vuelve a la superficie.
Pues bien, eso no puede ser así.
Me explico. La Tierra es una esfera finita, y por eso va pareciendo más pequeña (su diámetro angular disminuye) a medida que nos vamos elevando.
Por lo tanto, el ángulo de retorno (el área que cubre) de  la radiación que se re-emite es cada vez más pequeño, mientras que el área del espacio circundante a la esfera terrestre se va haciendo angularmente más grande.
Por lo tanto, ese supuesto 50% de retorno será únicamente posible a nivel del suelo, pero a medida que nos elevamos (es decir, que cada molécula de CO2 interviniente alcanza mayor altura) ese 50% también disminuirá, ya que la radiación re-emitida tendrá menos superficie para alcanzar y mayor espacio al que escapar.
...

Respecto a este punto,
En astrofísica se considera a estos efectos la atmósfera como plana (la profundidad geométrica de la capa atmosférica de 200km es muy pequeña en relación al radio 6400 km),
(extraido del capítulo 2.9.2. del libro Radiación y materia en Astrofísica, escrito por Alejandro Clocchiatti, Márcio Catelan)
En este texto también indican otros procesos a tener en cuenta como la relajación y extinción atmosférica, profundidad óptica y geométrica,... en el cálculo de análisis radiativos.

Vamos, que el principio que comentas es correcto pero para el cálculo parece aceptable la aproximación, de la misma forma que se realiza con otros factores que también influyen a nivel físico en el proceso radiativo tierra-sol y que se "redondean" a efectos de cálculo.

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #7 en: Viernes 27 Diciembre 2019 19:15:37 pm »

Desconectado Juan Mendos

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #8 en: Viernes 27 Diciembre 2019 23:26:42 pm »
¿Qué proporción de la energía infrarroja emitida por la atmósfera acaba escapándose al espacio?
No soy experto en el tema, pero me parece que la atmósfera como tal no emite energía infrarroja.

Aquí expongo mi 'modelo' de lo que creo que sucede, para que lo despedacen o confirmen.

1 Los rayos UV provenientes del sol llegan a la tierra (así, con minúscula, por no llamarle 'suelo'.)

2 A su vez la tierra convierte los rayos UV en rayos IR (o sea calor).

3 Este calor calienta las moléculas de la atmósfera, que tienden a subir (hablo de todos los componentes de la atmósfera, excepto los GEI).

4 Las moléculas atmosféricas calientes, en su paso hacia el espacio exterior, se encuentran a su vez con moléculas frías, e intercambian calor.

5 De pronto (y muy de repente) aparecen moléculas de GEI, que pelean por el calor de las moléculas calientes, y la transferencia de energía se hace de las moléculas más calientes a la moléculas más frías.

6 El calor absorbido por los GEI, no hace a éstos subir en la atmósfera, sino que se mantienen formando una especie de sábana o manta térmica.

7 Cuando la temperatura de la manta térmica es más alta que la del resto de la atmósfera, los GEI sueltan su calor buscando una nivelación.

8 El calor que liberan los GEI calienta a las moléculas que rodean a los GEI, algunas arriba, otras abajo, otras a los costados. Las que están arriba y a los costados suben hacia el espacio exterior.

9  Las que quedan abajo de los GEI pelean por quedarse con el calor, hasta llegar a un equilibrio, y así sucesivamente.

Adelante, expertos: despedacen este humilde modelo para que lo perfeccionemos, antes de hablar de W/m2 y cosas que resultan complicadas si no se comprenden las bases.

En resumen, entendamos la mecánica de los rayos IR antes de meternos en el balance de energía, que no acaba de poner de acuerdo a los científicos.

Por cierto, Juan Mendoz: entro casi a diario a este foro y no había visto tu tema que de verdad me interesa, siempre y cuando hablemos con peras y manzanas.

Estimado AlejandroGP:

Tampoco yo soy un experto en energía radiante ni en termodinámica atmosférica ni terrestre, pero llevo más de dos meses estudiando estos temas y creo (humildemente) que algo sí que he aprendido.

Todos los textos que han caído en mis manos confirman lo siguiente, s.e.u.o.

1) Los gases atmosféricos compuestos por dos átomos iguales (N2 y O2) son prácticamente transparentes para la radiación UV, visible e IR: no absorben estas radiaciones.

2) Una vez que se ha producido el efecto albedo atmosférico, los gases cuya molécula se compone de dos átomos desiguales (CO, NO) y los compuestos por tres o más átomos (iguaes o distintos) (O3, CO2, CH4, H2Oetc.) son también prácticamente transparentes para la radiación visible, pero absorben energía IR, cada uno de ellos en sus bandas de frecuencia específicas. Al ozono (O3), parece que le gusta la radiación UV pero no para calentarse sino para romperse en una molécula de O2 corriente y moliente más un átomo suelto de oxígeno. Estos átomos de oxígeno "solteros" son muy activos buscando "pareja" con otros oxígenos también solteros.

3) Así pues, parece que la radiación solar UV la captura el ozono. La radiación IR la capturan básicamente el H2O y el CO2. Los demás gases adictos a la radiación IR son tan escasos que no absorben prácticamente nada.

4) La superficie de la tierra, después de haber cumplido con su vocación "albédica", absorbe todas las radiaciones que le llegan (UV, IR y visible). Es casi un cuerpo negro.

5) Es muy importante el hecho de que un gas (salvo que esté incandescente) emite radiación en las mismas bandas de longitudes de onda en que las absorbe. La Tierra, por el contrario, emite radiación IR a las temperaturas "normales".

6) También es muy importante el hecho de que tanto la Tierra como los gases GEI absorben todos los fotones IR que les llegan, con independencia de la temperatura a la que se encuentren. Sin embargo,  emiten tanta más radiación IR cuanto mayor sea la cuarta potencia de su temperatura absoluta (Kelvin).

7) Cuando digo que la Atmósfera emite radiación, evidentemente estoy hablando solamente del CO2 y del vapor de agua, que emiten radiación IR.

8) Cuando digo que la Tierra emite radiación, evidentemente estoy hablando de radiación IR.

9) La Tierra se calienta por causa de la radiación que recibe directamente del Sol (UV, visible e IR), más por la IR que recibe de la atmósfera.

10) La Tierra transfiere energía térmica a la Atmósfera por conducción, convección, evaporación y transpiración. Además, emite radiación IR, parte de la cual es absorbida por el CO2 y el vapor de agua, y parte se escapa directamente al espacio (ventana de infrarrojos).

11) La Atmósfera se calienta por la radiación IR que recibe directamente del Sol, por la energía que le transfiere la Tierra por conducción, convección, evaporación y transiración y por la energía radiante IR emitida por la Tierra.

12) La Atmósfera se enfría por la radiación IR que emite, parte de la cual vuelve a ser absorbida por la Tierra, y parte se escapa al espacio.

Una vez que hayamos acordado que lo anterior es la mayor parte de lo que pasa en términos cualitativos (seguro que hay finuras y gollerías que no he tenido en cuenta, pero espero que no sean muy importantes), podremos entrar en la parte cuantitativa del asunto.

La parte cuantitativa que os he facilitado descansa en dos principios básicos:

a) Todos los componentes del sistema (Tiera, Atmósfera) están a las temperaturas constantes "que les toquen a cada una" y en equilibrio dinámico (están emitiendo y absorbiendo energía constantemente, pero la que emiten es igual a la que reciben (si no fuera así, se estarían calentando o enfriando).

b) La energía que llega a la capa superior de la Atmósfera por unidad de superficie terrestre y por unidad de tiempo (suficientemente largo) tiene que ser también igual a la energía que vuelve al espacio (reflejada por los albedos, emitida por la Tierra y emitida por los GEI).

En cuanto a los gases que suben y bajan  por la Atmósfera, yo diría que el CO2 debe ser el que menos tiende a subir porque es el más denso de todos. Lo contrario le pasaría al vapor de H2O, que es el gas más ligero. Lo que pasa con el vapor de agua es que a alturas bastante bajas se condensa o congela porque el aire que lo contiene alcanza el punto de rocío o de escarcha. En las capas más altas de la Atmósfera debe de haber poquísimo vapor de agua (por no decir nada).

Ánimo, chicos, a la carga contra todo lo que se menea, que seguro que mi modelo tiene "agujeros" importantes (por ejemplo, lo del ozono no lo tengo demasiado claro todavía). Podemos divertirnos mucho.

Saludos,
JM
 
P.S. No consigo eliminar el monigotito que me sale en lugar de un ocho).








« Última modificación: Viernes 27 Diciembre 2019 23:40:21 pm por Juan Mendos »

Desconectado Juan Mendos

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #9 en: Sábado 28 Diciembre 2019 01:36:21 am »
En este asunto del "reflejo" de la radiación efectuada por los GEI siempre he visto dos problemas:

1) El clásico de la conservación de la energía y la aparente violación a las leyes de la termodinámica que implica el así llamado efecto invernadero. Es una contradicción que se ha esgrimido y que no he visto nunca bien contestada, por lo menos a satisfacción de todos. De todos modos, habrá que esperar a mecanismos cuánticos que expliquen (si pueden) esa aparente violación.

2) El segundo es uno que sí me gustaría comentar aquí, porque no lo he visto ni siquiera mencionado nunca.
El caso es que, según la conjetura CGA, lo que absorben (y re-emiten) los GEI es radiación, y la misma se transmite en línea recta, en todas direcciones. De ahí deduce que el 50% escapa al espacio y el otro 50% vuelve a la superficie.
Pues bien, eso no puede ser así.
Me explico. La Tierra es una esfera finita, y por eso va pareciendo más pequeña (su diámetro angular disminuye) a medida que nos vamos elevando.
Por lo tanto, el ángulo de retorno (el área que cubre) de  la radiación que se re-emite es cada vez más pequeño, mientras que el área del espacio circundante a la esfera terrestre se va haciendo angularmente más grande.
Por lo tanto, ese supuesto 50% de retorno será únicamente posible a nivel del suelo, pero a medida que nos elevamos (es decir, que cada molécula de CO2 interviniente alcanza mayor altura) ese 50% también disminuirá, ya que la radiación re-emitida tendrá menos superficie para alcanzar y mayor espacio al que escapar.

 :cold:

Estimado Hrizzo:

Voy a intentar contestar a tu problema nº 1.

Imagínate una situación con una atmósfera con concentraciones constantes de GEI, y, para simplificar, sin albedos. Además, la concentración de GEI es la justa para que no se escape al espacio ni un solo fotón IR emitido por la Tierra.

También para simplificar, imagínate que el Sol sólo nos envía radiación IR a razón de 100 W/m2.

Parte de la radiación solar, por ejemplo 15 W/m2, es absorbida por los GEI.

El resto de la radiación solar, 85 W/m2, llega a la superficie de la Tierra y es absorbida por ésta.

La Tierra tiene que emitir radiación IR (para no "quemarse").

La radiación de la Tierra es absorbida totalmente por los GEI.

Los GEI también tienen que emitir radiación IR para no calentarse "ad infinitum", y supongamos que el 50% de sus emisiones van al espacio y otro 50% vuelve a la Tierra (que vuelve a absorber la radiación y a re-emtirla).

Si del Sol están llegando 100 W/m2, los GEI tendrán que acabar emitiendo 200 W/m2 para que el 50% que va al espacio iguale a lo que llega de él, ya que, si no fuera así, el conjunto Tierra / Atmósfera se calentaría sin cesar.

Pero para que los GEI emitan 200 W/m2, necesitan estarlos recibiendo. Por una parte, 15 W/m2 les están llegando constante y directamente del Sol, luego necesitan recibir otros 185 W/m2, que no pueden venir de otro sitio que no sea la Tierra. Pero, para ello, la Tierra necesita recibir 100 W/m2 de los GEI que, sumados a los 85 W/m2 que recibe directamente del Sol, den los 185 W/m2 que necesita para emitirlos.

Puedes ver que el circuito cierra perfectamente y no faltan ni sobran W/m2 en ningún sitio, con lo que se está cumplido el primer principio de la termodinámica en todas partes.

También te puedes "montar" otros ejemplos con otros datos de radiación solar total y % de absorción directa de esa radiación por los GEI y verás que el primer principio de la termodinámica se sigue cumpliendo a rajatabla (como no podía ser menos). También puedes comprobar que el problema tiene siempre solución única.

El "truco" (que no tiene nada de truco) está en que hay una energía que está yendo constantemente de los GEI a Tierra y la misma cantidad de energía que está yendo constantemente de la Tierra a los GEI. Esta energía "ni se crea ni se destruye" pero, por así decirlo, "da vueltas" (en nuestro ejemplo, los 100 W/m2 que van de los GEI a la Tierra y que ésta devuelve junto con los 85 W/m2 que recibe directamente del Sol).

Para que, tanto la Tierra como los GEI sean capaces de emitir la energía que tienen que emitir (200 W/m2 los GEI y 185 W/m2 la Tierra) ambos tienen que alcanzar las temperaturas necesarias para ello y ESTE ES EL EFECTO INVERNADERO: la Tierra y los GEI se tienen que calentar para poder emitir las radiaciones que lleven al triple equilibrio (Tierra, GEI y el conjunto de ambos).

Obviamente, la energía para calentar la Tierra y los GEI hasta donde sea necesario procede del Sol durante un periodo transitorio en que no toda la energía solar se devuelve al espacio, sino que se "guarda un poquito" para calentar el mundo mundial.

Espero que mi explicación te haya resultado útil. Si no fuese así, estoy a tu disposición para lo que necesites, incluyendo una reunión presencial.

Y, ahora, me voy a la cama, que es ya muy tarde. Mañana intentaré decir algo inteligente a propósito de tu problema nº 2.

Saludos,
JM






 





« Última modificación: Sábado 28 Diciembre 2019 01:49:25 am por Juan Mendos »

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #10 en: Sábado 28 Diciembre 2019 09:00:08 am »
Continúo con mi mensaje de anoche #9.

¿Qué pasaría con nuestro ejemplo si la radiación que emiten los GEI fuera al espacio el 40% y a la Tierra el 60%?

Pues que, como que al espacio tienen que acabar saliendo los mismos 100 W/m2 que entran, los GEI tendrán que emitir 100/0,4 = 250 W/m2, con lo que a la Tierra irían 250 · 0,6 = 150 W/m2.

La Tierra tendría que emitir los 150 W/m2 que le llegan de los GEI más los 85 W/m2 que sigue absorbiendo directamente del Sol, es decir, un total de 235 W/m2.

Obviamente, tanto los GEI como la Tierra tendrían que calentarse adicionalmente para ser capaces de emitir estas energías superiores a las del reparto 50% hacia arriba y 50% hacia abajo.

Evidentemente, si hacia el espacio saliese más radiación de los GEI que hacia la tierra, las temperaturas tendrían que bajar.

Por último, se me ocurre que una de las posibles causas de que resulte un poco difícil entender el efecto invernadero es que tenemos mucha costumbre de considerar que un cuerpo puede transferir calor a otro que esté más frío, pero el más frío no transfiere calor al más caliente. Tenemos mucho menos hábito de pensar en transferencias de energía vía radiación, en que, entre dos cuerpos, uno más caliente que el otro, puede perfectamente haber dos transferencias simultáneas de energía radiante: del más caliente al más frío y del más frío al más caliente.

JM

 
« Última modificación: Sábado 28 Diciembre 2019 10:14:51 am por Juan Mendos »

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Re:Dirección de la radiación atmosférica
« Respuesta #11 en: Sábado 28 Diciembre 2019 09:14:57 am »
2) El segundo es uno que sí me gustaría comentar aquí, porque no lo he visto ni siquiera mencionado nunca.
El caso es que, según la conjetura CGA, lo que absorben (y re-emiten) los GEI es radiación, y la misma se transmite en línea recta, en todas direcciones. De ahí deduce que el 50% escapa al espacio y el otro 50% vuelve a la superficie.
Pues bien, eso no puede ser así.
Me explico. La Tierra es una esfera finita, y por eso va pareciendo más pequeña (su diámetro angular disminuye) a medida que nos vamos elevando.
Por lo tanto, el ángulo de retorno (el área que cubre) de  la radiación que se re-emite es cada vez más pequeño, mientras que el área del espacio circundante a la esfera terrestre se va haciendo angularmente más grande.
Por lo tanto, ese supuesto 50% de retorno será únicamente posible a nivel del suelo, pero a medida que nos elevamos (es decir, que cada molécula de CO2 interviniente alcanza mayor altura) ese 50% también disminuirá, ya que la radiación re-emitida tendrá menos superficie para alcanzar y mayor espacio al que escapar.

 :cold:

Hrizzo:

De lo que dices de tu problema nº2 me parece poder entender que la radiación de los GEI que se acaba yendo al espacio es mayor que la que es re-absorbida por la Tierra. ¿Es asi?

_00_:

En relación con lo que dices en #6, me pregunto a qué aproximación se refiere el segundo párrafo. ¿50% arriba y 50% abajo u otra cosa?

Saludos, JM