Radiación Electromagnética III Continuación. Climatología y Fenología Agrícola. Ing. Agronómica. Universidad Nacional de Chilecito

Transcripción

1 Radiación Electromagnética III Continuación Climatología y Fenología Agrícola. Ing. Agronómica. Universidad Nacional de Chilecito

2 Balance de energía 30 % dispersada por Tierra, Nubes y aire 51 % absorbida por la tierra 19 % absorbida por nubes y aire

3 Balance de energía en la atmósfera. La radiación de onda corta que llega al limite de la atmósfera puede ser difundida, absorbida y reflejada

4 Balance de energía en superficie R l (atmósfera) αrc Rc R l (suelo)

5 Balance de Radiación diurna en superficie R neta = R g + α R g. +R latmo - R lsuelo Balance de Radiación Nocturno R neta = R latmo - R lsuelo

6 Albedo y Emisividad de diferentes superficies

7 Si R N es positivo, la energía restante se ocupa en: Evaporación (LE), Existen fuentes de evaporación Calor Sensible (H), Fotosíntesis (F), Utiliza un 1% de la energía Calor Latente de Vaporización = 580 cal/gr.. Significa que para evaporar 1 gr.. de agua se necesitan 580 calorías

8 La Radiación solar (de onda corta) puede ser de 2 formas: -Radiación Directa y -Radiación Difusa Día despejado = 90% R. Directa + 10% R. Difusa Día nublado = 100% R. Difusa Radiación Global (Rg) = R. Directa + R. Difusa Rg diaria : Radiación solar que llega en un día a la superficie terrestre Depende de: Latitud, Largo del día, Estación del año

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10 Existe un balance de energía a nivel global Una parte del mundo se esta enfriando (noche), y otra calentando (día) Entrada de radiación solar Exceso Salida de radiación terrestre Transporte de energía Déficit

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15 Instrumental para medición y registro Los instrumentos meteorológicos se pueden dividir en dos categorías: Instrumentos de lectura directa: Son más precisos, pero cada medida necesita una lectura. Ej.: termómetros, barómetros, pluviómetros, etc,. Aparatos registradores: Son instrumentos en los cuales el movimiento del órgano sensible es ampliado y mueve una pluma que inscribe sobre una banda de papel graduado arrollado sobre un tambor movido por un mecanismo de relojería. Ej.: termógrafo, barógrafo, pluviógrafo. Centrales meteorológicas automáticas: Cumplen con ambas funciones pues cuentan con sensores para la medición y con software que permiten graficar los datos en el tiempo establecido, y almacenarlos en bases de datos.

16 Heliofanógrafo Consiste en una esfera de cristal que concentra los rayos solares sobre una tira de cartulina que se quema en el punto en que se forma la imagen del sol. Medición: Si el sol brilla durante todo el día se forma un trazo carbonizado continuo, si el sol brilla de manera intermitente, el trazo será discontínuo. En este caso, la duración de la insolación se determina sumando las longitudes de las partes carbonizadas.

17 Heliofanógrafo FORMULA DE ANGSTROM R R g extrat. a b n N R extrat. S cos Z n N heliofania relativa

18 Piranómetro: Radiación Global El piranómetro es un instrumento para medir la irradiación solar sobre una superficie plana. Es un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar (watios por metro cuadrado) en un campo de 180 grados.

19 Pirheliómetro: Radiación directa Este instrumento se utiliza para la medición de la radiación solar directa expresada en unidades de Watt/m 2, siendo necesario que esté constantemente orientado hacia el sol. Para su funcionamiento debe estar conectado a una unidad de control auxiliar para poder determinar mediante cálculo la potencia que es recibida desde el sol.

20 Pirheliómetros Pirheliómetro de P Dollond Museo virtual del observatorio de Madrid Pirheliómetro compensador de Angstrom Museo virtual del observatorio de Madrid

21 Piranómetro de radiación difusa Para la medida de la radiación difusa se precisa de la utilización de dispositivos de sombreado. Aunque estos requieren de ajustes manuales y correcciones de la variable registrada. Recientemente es cada vez más común la utilización de seguidores solares que incluyen un sistema de sombreamiento puntual en la localización del Sol..

22 Radiómetro neto Sensor de radiación que sirve para medir la diferencia entre la radiación solar y la terrestre a través de una superficie horizontal.

23 Piranometro albedómetro (Utilizándolo en forma conjunta permite medir radiación circunglobal como Lucímetro o Solarímetro)

24 Flujos de radiación FLUJO INSTRUMENTAL ORG. SENSIBLE DISPOSICION RAD. DIRECTA PIRHELIOMETRO TERMOPILAS INTEMPERIE RAD. DIFUSA PIRANOMETRO TERMOPILAS INTEMPERIE RAD. GLOBAL PIRANOMETRO TERMOPILAS INTEMPERIE RAD. CIRCUNGL LUCIMETRO TERMOPILAS INTEMPERIE RAD. TERRESTRE PIRGEOMETRO TERMOPILAS INTEMPERIE BALANCE DE RAD RADIÓMETRO TERMOPILAS INTEMPERIE HELIOFANIA HELIOFANOGRAFO LENTE ESFERICO INTEMPERIE

25 Interacciones de la radiación con la vegetación: Estructura de una hoja

26 Propiedades de una hoja verde Reflexión o albedo (r ) Transmisión (t) PAR 0,38 a 0,71μm NIR 0,71 a 4μm O.C.(solar) 0,35 a 3μm O.L.(tierra) 3 a 100μm 0,09 0,51 0,30 0,05 0,06 0,34 0,20 0,00 Absorción (a) 0,85 0,15 0,50 0,95

27 Interacción de la radiación con la vegetación R: es la radiación solar de onda corta L: es la radiacion solar de onda larga λe: es la densidad del flujo de calor latente W m-2 H: es la densidad del flujo de calor sensible

28 Interacciones de la radiación con la vegetación Estructura de una hoja vegetal y sus características de reflectancia

29 Interacciones de la radiación con la vegetación: El fundamento del uso de los sensores remotos

30 Banda Long. de onda (μm) Efecto sobre la planta 8 λ<0,28μm Mata rápidamente la planta 7 0,28<λ<0,315 Perjudicial para muchas de las plantas 6 0,315<λ<0,40 Efecto formativo, acortamiento de la planta y se hacen gruesas 5 0,40<λ<0,51 Fuerte efecto sobre la clorofilas y absorción de los pigmentos amarillos 4 0,51<λ<0,61 Bajo efecto fotosintético 3 0,61<λ<0,72 Fuertemente absorbida por la clorofila 2 0,72<λ<1,0 Efecto de elongación sobre la planta 1 1,0<λ No existe un efecto especifico sobre la planta

31 Balance de radiación sobre una hoja K in (t)= radiación de O.C. que entra desde arriba (tope) K out (t)=radiación de O.C. que sale proveniente del tope K int (b)= radiación de O.C. que entra desde abajo K out (b)=radiación de O.C.que sale proveniente desde abajo Balance L in t Kin t Kin b 1 t L t L b L out in out b L es radiación de O.L. Transmitida= rad. O.C. transmitida

32 Extinción de radiación solar dentro de una cobertura vegetal K ( z) K0 exp( a. L( z)) Z=altura Ko= es la radiación en el tope de la vegetación a= coeficiente de extinción L(z)=área de hoja acumulada desde el tope de la canopia hasta la altura z.

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34 Radiación solar que llega al tope de un bosque de pinos y radiación que llega al suelo de ese bosque.

35 Balance de radiación en un cultivo de naranjales Balance en el cultivo=llega-reflejadatransmitida+ transmitida desde abajo K*c= =67 (absorbe el cultivo) Balance en el suelo=llega-reflejado K*s=21-4=17 (absorbe el suelo) Kn= =49