MOSAICO DIVERSO DE TOPOCLIMAS

Transcripción

1 ÁMBITOS DE MONTAÑA CARACTERÍSTICAS RELEVANTES Altitud Inclinación Orientación Aspecto/forma Posición relativa MODIFICACIÓN BALANCES Energía Agua MODIFICACIÓN CIRCULACIÓN DEL AIRE ALTERACIÓN ELEMENTOS CLIMÁTICOS Temperatura Precipitación Nubosidad Viento Humedad Evaporación MOSAICO DIVERSO DE TOPOCLIMAS

2 BALANCE DE ENERGÍA BALANCE DE RADIACIÓN BALANCE DE CALOR ONDA CORTA ONDA LARGA RADIACIÓN ENTRANTE Ángulo de incidencia Efectos de sombras RADIACIÓN SALIENTE

3 GEOMETRÍA SOLAR Posiciones relativas que la tierra y el sol mantienen en cada instante Suposición de partida La tierra está quieta El sol se desplaza por la ESFERA CELESTE La iluminación y la radiación solar incidente dependen del lugar que ocupe el sol en la esfera celeste. Localización del sol en la esfera COORDENADAS SOLARES Origen: Plano del horizonte ALTURA SOLAR (h) Ángulo formado entre el sol y el plano del horizonte ACIMUT (Az) Ángulo formado entre la proyección del sol sobre el horizonte y la dirección Sur

4 VARIACIONES DE LAS COORDENADAS SOLARES HORA DÍA ÁNGULO HORARIO (H) Ángulo que debe recorrer la tierra en el movimiento de rotación para llevar al meridiano del punto bajo el sol. DECLINACIÓN (δ) Ángulo formado entre el sol y el plano ecuatorial. Positivos por 0º a Negativos por la las la mañana 12 h tarde Semestre Equinoccios Semestre Veraniego = invernal Positivo 0 negativo Solsticio = Solsticio = 23º45-23º45 Cálculo: 15º/h Valor fijo para cada día del año COORDENADAS ECUATORIALES

5 EFECTO DE SOMBRA DE UN OBSTÁCULO DE LONGITUD INFINITA LONGITUD DE LA SOMBRA ALTURA DEL OBSTÁCULO ALTURA DEL SOL (A mayor altura, (A mayor altura, mayor sombra) menor sombra) S Sombras cortas con gran altura solar: Verano Horas centrales del día Cálculo L = B / tg h; donde: L =Longitud de la sombra B = Altura del obstáculo H = Altura solar

6 DIRECCIÓN DE LA SOMBRA ACIMUT DEL SOL La sombra se proyecta en dirección contraria al acimut del sol ACIMUT DEL OBSTÁCULO El obstáculo debe estar situado en la proyección del rayo solar.

7 EFECTO DE SOMBRA DE UN OBSTÁCULO SOBRE UN PUNTO Altura del sol Altura del obstáculo Distancia entre el punto y el obstáculo Acimut del sol Acimut del obstáculo Acimut del punto El punto estará en sombra cuando su distancia al obstáculo sea inferior a la longitud de la sombra proyectada por éste. El punto estará en sombra siempre que el obstáculo se sitúe entre el punto y el sol. Longitud de la sombra proyectada Punto en sombra Punto sin sombra

8 LA DELIMITACIÓN DEL OBSTÁCULO CÁLCULO DEL ACIMUT DE LOS LÍMITES DEL OBSTÁCULO P Tang h 1 = OP /PP h 1 h 2 Tang h2 = O P /PP O O P Ubicación en la carta solar CÁLCULO FINAL DE LAS SOMBRAS SELECCIÓN EN LA CARTA SOLAR DE LA ORIENTACIÓN DEL PUNTO UBICACIÓN DEL OBSTÁCULO EN SU ORIENTACIÓN

9 PROCESO DE CÁLCULO DE LAS SOMBRAS EJERCIDAS POR UN OBSTÁCULO SOBRE UN PUNTO 1. CÁLCULO DE LA CARTA SOLAR DE P 2. DELIMITACIÓN DE LA ORIENTACIÓN DE P 3. CÁLCULO DE h 0 Y SELECCIÓN DE LA CURVA CORRESPONDIENTE 4. CÁLCULO DE h 1 Y h 2 5. DELIMITAR EL OBSTÁCULOEN LA CURVA DE h SITUAR LA CURVA DE h 0 DELIMITADA EN EL ACIMUT DEL OBSTÁCULO 7. CÁLCULO DEL EFECTO DE SOMBRA

10 LA RADIACIÓN DE ONDA CORTA DIRECTA INCIDENTE EN UNA SUPERFICIE S = S i * cos θ, donde: S = densidad de flujo radiante incidente sobre la superficie. S i = densidad de flujo radiante perpendicular al rayo solar θ = Angulo formado entre el rayo solar y la normal a la superficie. p = pendiente h = ángulo formado entre el rayo solar y la superficie horizontal θ = ángulo formado entre el rayo solar y la normal a la superficie Z = ángulo cenital (ángulo formado entre el rayo solar y el cenit). Si θ = 0 cos θ= 1 S = S i Rayo solar perpendicular Si θ < 0 cos θ < 1 S < S i Rayo solar oblicuo

11 LA RADIACIÓN INCIDENTE EN SUPERFICIES INCLINADAS SUPERFICIES HORIZONTALES θ = 90- h S = S i * sen h SUPERFICIES INCLINADAS θ = 90 (h + p) cosθ= cosp * cosz + senp * senz * cos (A A p ) EL EFECTO DE LA TRAVESÍA ATMOSFÉRICA S sup = S ext ct m, Donde: S sup = densidad de flujo radiante en la superficie S ext = densidad de flujo radiante en el límite exterior de la atmósfera Ct = coeficiente de transparencia atmosférica (0,5 0,9) m = 1/senh

12 PROCESO DE OBTENCIÓN DE S PARTIENDO DE LA CONSTANTE SOLAR. CONSTANTE SOLAR (S CS ) Radiación solar incidente sobre una superficie normal a ella, fuera de la atmósfera y a la distancia media entre la tierra y el sol. S CS = W/m 2 FASES DEL CÁLCULO 1. Cálculo de la radiación solar extraterrestre ( S ext ). S ext = S CS sen h; 2. Cálculo de la radiación sobre una superficie horizontal, una vez atravesada la atmósfera. S sup = S ext ct m ; 3. Cálculo de la radiación solar incidente en una superficie inclinada. S inc = S sup cos θ

13 Ejemplo de cálculo de S para Sevilla el 21 de junio a las 12 horas en diferentes condiciones de pendiente. Condiciones comunes y generales S CS = W/m 2, h = 76º, ct = 0,7 1. Superficie horizontal. 2. Superficie a 45ºS 3. Superficie vertical sur

14 INFLUENCIA DE LA TOPOGRAFÍA EN EL VIENTO 1. MODIFICACIÓN DE VIENTOS PREEXISTENTES 2. GÉNESIS DE VIENTOS PROPIOS Diferencias térmicas espaciales Gradientes de temperatura y de presión horizontales Condiciones idóneas Anticiclón Valle recto N-S

15 LAS BRISAS DE MONTAÑA Y VALLE DÍA Laderas recalentadas Brisas ascendentes (anabáticas) NOCHE Enfriamiento valle + Gravedad Brisas descendentes (catabéticas) - V = 2-4 m/seg - Vmax a m. - V = 2-3 m/seg - Nubes anabáticas en crestas Vientos de valle Vientos de montaña Vientos antivalle de retorno. - Empujes intermitentes - Más intensos en superficies heladas y nevadas Viento del glaciar (día) (0-5 Kms)

16 INVERSIONES TÉRMICAS EN VALLES ORIGEN Drenaje de aire frío hacia el fondo del valle Estratificación estable Inversión térmica MANIFESTACIONES 1. Aire descendente menos frío que el fondo del valle: ondas de gravedad 2. Descenso de la temperatura por debajo del punto de rocío: Nieblas de valle 3. Descenso de la temperatura por debajo del punto de congelación: Bolsas de hielo (Frost pockets). ESTRATIFICACIÓN TÉRMICA EN EL VALLE 1. Base: Bolsa de hielo 2. Centro de las laderas: Cinturón térmico 3. Parte superior: Reconstitución del gradiente térmico normal DESTRUCCIÓN DE LA INVERSIÓN Calentamiento progresivo a lo largo del día.

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