Dra.Julia Bilbao Universidad de Valladolid, Departamento Física Aplicada Laboratorio de Física de la Atmósfera juliab@fa1.uva.es



Documentos relacionados
10 Anexo A: Aspectos Básicos de la Radiación Solar

Curso Energía Solar Fotovoltaica. Conceptos Generales

Atlas de Radiación Solar de Colombia. Apéndices

RELOJES DE SOL. 1. Movimiento diurno del Sol. 2. Variaciones anuales del movimiento del Sol

Sistemas de coordenadas en la esfera celeste

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA EDUCACION CONTINUA DIPLOMADO DE BIOCLIMATICA

Posición y Movimiento del Sol

Astronomía de Posición. Física Geográfica. Licenciatura de Humanidades. Febrero-Mayo,

Medición del radio de la Tierra

LA ESFERA CELESTE. Atlas sosteniendo la esfera celeste

"Energías y combustibles para el futuro"

Reloj de Sol de Cuadrante Analemático

Tema 1.1 La bóveda celeste. Fundamentos geométricos.

INSTRUCCIONES. 1- Ajustar la latitud del lugar en el círculo graduado haciendo coincidir los grados con la raya marcada en la madera.

LA ESFERA TERRESTRE. MEDIDAS

Transformación de coordenadas

SOBRE LA CONSTRUCCIÓN DE RELOJES DE SOL

Curso Básico de Astronomía

Evaluación bimestral Al Rescate de los de Valores Perdidos para Vivir Dignamente y Convivir Pacíficamente

MÓDULO I RADIACIÓN SOLAR. Sponsored by

El día más corto del año, la Ecuación del Tiempo, la Analema y otros animales

TALLER DE CONSTRUCCIÓN DE RELOJES DE SOL

Recordando la experiencia

Interpolación de Coordenadas Geográficas

TIEMPO -DÍAS -HORAS CONCEPTO GENERAL DEL TIEMPO

la causa de las estaciones es la inclinación del eje de rotación terrestre con respecto al plano de la eclíptica

Reloj de Sol analemático.

Ejercicios de Trigonometría

RELOJ SOLAR VERTICAL Esteban Esteban Atrévete con el Universo

1.- Introducción. En el patio del Instituto de Educación Secundaria "Mare Nostrum" en Alicante hay una farola.

3.1 DEFINICIÓN. Figura Nº 1. Vector

Relaciones Sol- Tierra- Luna

A S T R O N O M Í A T e l u u rr ii oo

PROBLEMAS Física 2º Bachillerato CAMPO GRAVITATORIO

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUA UNAN-MANAGUA OBSERVATORIO ASTRONÓMICO DE LA UNAN-MANAGUA

Figura 5.1 a: Acimut de una dirección de mira

Cálculo del radio de la Tierra. Método de Eratóstenes ( Siglo III a.c.)

Dónde estoy? Pregúntale al Sol

Cómo construir un reloj de Sol

1.1 Construcción de un reloj de sol de cuadrante ecuatorial

Escuela de Agrimensura

COORDENADAS CURVILINEAS

CIENCIAS SOCIALES 5º EL UNIVERSO

Curso de iniciación a la Astronomía. (por cortesía de Mario Gaitano Játiva) ÍNDICE

TANIA PLANA LÓPEZ (4º ESO C)

BÚSQUEDA POR COORDENADAS CELESTE

Fundamentos de Energía Solar Térmica

ACTIVIDAD: RELOJES DE SOL (información sobre relojes de Sol).

Construimos un CUADRANTE y aprendemos a utilizarlo.

COORDENADAS ASTRONÓMICAS

AX A UNA REVISTA DE ARTE Y ARQUITECTURA

MEDICION DE LA DISTANCIA ANGULAR EN ESTRELLAS DOBLES VISUALES UN PROCEDIMIENTO TRIGONOMÉTRICO

AARÓN SOLER LOZANO 4º ESO C

Módulos fotovoltaicos

Definición de vectores

MOVIMIENTOS DE LA TIERRA

EJERCICIOS PROPUESTOS. 3 rad x x 2. 4 rad d) 2 rad

Consejería de Fomento, Juventud y Deportes DIRECCIÓN GENERAL DE OBRAS PÚBLICAS

La hora de la Tierra y la hora solar

INTRODUCCIÓN A LA ASTRONOMÍA Y A LA ASTROFÍSICA

Cálculo de la Latitud de observación del lugar a partir de imágenes del Sol de Medianoche.

1. LA REPRESENTACIÓN DE LA TIERRA

LA FORMA DE LA TIERRA

UNIDAD 4: PLANO CARTESIANO, RELACIONES Y FUNCIONES. OBJETIVO DE APRENDIZAJE: Representar gráficamente relaciones y funciones en el plano cartesiano.

ENERGÉTICA SOLAR Y TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA

CORRIENTE ALTERNA. Fig.1 : Corriente continua

Anexo A: Relaciones astronómicas en la Cuenca de Cajamarca

Energías Renovables Eficiencia Energética Realidad Latinoamericana

_ Antología de Física I. Unidad II Vectores. Elaboró: Ing. Víctor H. Alcalá-Octaviano

ASTRONOMÍA DE POSICIÓN

TEMA 7 GEOMETRÍA ANALÍTICA

RELOJ SOLAR HORIZONTAL Esteban Esteban Atrévete con el Universo

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL SISTEMA DE EDUCACIÓN A DISTANCIA CARRERA DE CIENCIAS DE EDUCACIÓN AREA DE MATEMÁTICAS. Módulo

Unidad 4: TRIGONOMETRÍA

Apoyo para la preparación de los estudios de Ingeniería y Arquitectura Física (Preparación a la Universidad) Unidad 4: Vectores

Estaciones en la educación básica.

MOVIMIENTO DE ROTACIÓN

EXAMEN FÍSICA 2º BACHILLERATO TEMA 1: CAMPO GRAVITATORIO

El movimiento del Sol y la bóveda celeste

Nivelación de Matemática MTHA UNLP 1. Los números reales se pueden representar mediante puntos en una recta.

También se encuentran dibujos de zonas más grandes, como este: (aunque no debería de llamarse plano, es un esquema o dibujo)

En la siguiente gráfica se muestra una función lineal y lo que representa m y b.

SOLUCIONES CIRCUNFERENCIA. 1. Ecuación de la circunferencia cuyo centro es el punto (1, 2) y que pasa por el punto (2,3).

UNIDAD N 4: TRIGONOMETRÍA

MOVIMIENTO ABSOLUTO Y MOVIMIENTO RELATIVO

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA RADIOASTRONOMÍA. CAPÍTULO 1. Propiedades de la radiación electromagnética

Muchas veces hemos visto un juego de billar y no nos percatamos de los movimientos de las bolas (ver gráfico 8). Gráfico 8

Cádiz y las expediciones científicas del siglo XVIII

FUNDAMENTOS DE ENERGÍA SOLAR

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA CURSO PREPARATORIO DE INGENIERÍA (CPI) EJERCITARIO TEÓRICO DE GEOMETRÍA ANALÍTICA

Determinación del acimut por observación al Sol

CONSTRUCCIÓN DE RELOJES DE SOL. MODELAJE DE RELOJES. CUARTA JORNADA

REPRESENTACIÓN GRAFICA DE LA POSICIÓN SOLAR Y UNA SUPERFICIE DADA PARA LA CIUDAD DE COCHABAMBA - BOLIVIA

INTRODUCCIÓN A LA ASTRONOMÍA Y A LA ASTROFÍSICA. de la. Olimpiada Nacional de Astronomía en México

UNIDAD 1: ASTRONOMÍA DE POSICIÓN. MOVIMIENTOS DE LA TIERRA

Coordenadas geográficas

INDICADOR DE DESMPEÑO Identifica la red geográfica, utilizando las coordenadas y convenciones, para ubicar a Colombia y otros lugares del mundo

Leyes de Kepler Enzo De Bernardini Astronomía Sur

Equivalencias con el programa oficial de la asignatura de Topografía del Grado en Ingeniería Agronómica

Transcripción:

CURSO de FÍSICA DE LA ATMÓSFERA RADIACIÓN SOLAR Dra.Julia Bilbao Universidad de Valladolid, Departamento Física Aplicada Laboratorio de Física de la Atmósfera juliab@fa1.uva.es

ÍNDICE SOL Y LA CONSTANTE SOLAR COORDENADAS HORIZONTALES Y HORARIAS POSICIÓN DEL SOL MOVIMIENTO DE LA TIERRA ALREDEDOR DEL SOL ALTURA Y AZIMUT DEL SOL ECUACIÓN DEL TIEMPO POSICIÓN DEL SOL RESPECTO DE SUPERFICIES INCLINADAS SOMBRAS RADIACIÓN SOLAR TÉRMICA IRRADIACIÓN SOLAR EXTRATERRESTRE HORIZONTAL IRRADIACIÓN SOLAR EXTRATERRESTRE INCLINADA SENSORES Curso de Física de la Atmósfera 2

RADIACIÓN SOLAR *Radiación solar es el origen de los movimientos en la atmósfera, de la vida vegetal y de los combustibles fósiles. Cuantificar la cantidad de radiación solar es necesario para diferentes studios. deterministas (astronómicos,geometria T-Sol) *Factores aleatorios (componentes, vapor agua, ozono, nubes aerosoles) Curso de Física de la Atmósfera 3

EL SOL Y LA CONSTANTE SOLAR * El Sol es la estrella más próxima a la Tierra y es la fuente de energía que influye en los movimientos atmosféricos y en el clima 4 H 1 1 He4 2 + 2 e0 1 + E Distancia media T-Sol, (r 0 ) = 1UA = 1.5 10 8 km El sol emite con una potencia de 3.8 10 26 W Alcanzan la Tierra 1.74 10 17 W El sol se comporta como un cuerpo negro a 5777 K Curso de Física de la Atmósfera 4

SOL Y CONSTANTE SOLAR La constante solar es la energía total a todas las longitudes de onda incidente sobre una superficie normal a los rayos del Sol a una distancia de una unidad astronómica (1 UA), su valor es de 1367 W m -2 según la escala del WMO (World Radiation Reference Centre); 1373 W m -2 según la escala de WMO ( World Meteorological Organization). Su valor en unidades de energía, según la escala WMO, es: = 1367 W m -2 = 4921 kj m -2 h -1 (1367x3600=4921200Jm -2 h -1 ). Curso de Física de la Atmósfera 5

DEFINICIONES Masa de aire: m = 1/cosθ Radiación directa Radiación difusa Radiación total o global Irradiancia (W m -2 ) Irradiación (J m -2 ) Excitancia Radiante (W m -2 ) Poder emisivo (W m -2 ) Tiempo solar Curso de Física de la Atmósfera 6

MOVIMIENTO DE LA TIERRA ALREDEDOR DEL SOL Septiembre ÓRBITA Diciembre PERIHELIO TIERRA 1 UA SOL 0.983 UA 1.017 UA AFELIO EJE POLAR EJE 1 UA Junio Marzo PLANO DE LA ELÍPTICA Distancias r y r 0 ; r 0 es la distancia T-S media = 1 UA= 1,496 x 10 8 km; distancia mínima 0,983 UA; distancia máxima 1,017 UA. Curso de Física de la Atmósfera 7

VISTA DE LA TIERRA DESDE EL SOL Curso de Física de la Atmósfera 8

DISTANCIA TIERRA-SOL La distancia Sol-Tierra varía cada día. Duffie y Beckman han utilizado la siguiente expresión DISTANCIA para SOL-TIERRA evaluar la relación r 0 y r, distancia Tierra-Sol, en función del día del año, d n : E 0 = r 0 r 2 = 1 + 0,033 cos 2π d n 365 E 0 es la excentricidad de la órbita de la Tierra. Curso de Física de la Atmósfera 9

SISTEMA DE COORDENADAS DE LA ESFERA CELESTE P 1 S Círculos fundamental y secundario A B P 2 Curso de Física de la Atmósfera 10

POSICIÓN DE UN ASTRO La posición de un punto cualquiera S de la esfera queda determinada por dos coordenadas esféricas, ver Fig. a) la distancia angular BS desde el círculo fundamental a S medida a lo largo del círculo secundario que pasa por S. b) la distancia AB entre el punto de intersección B del círculo secundario y el fundamental y un punto A del círculo fundamental que se toma como origen. Curso de Física de la Atmósfera 11

POSICIÓN, UN PUNTO EN LA ESFERA TERRESTRE Curso de Física de la Atmósfera 12

DEFINICIONES - Horizonte Celeste: es el círculo máximo determinado sobre la esfera celeste por el plano perpendicular a la vertical astronómica..-meridiano celeste de O: es el círculo máximo que pasa por el cenit del observador y los polos celestes..- Línea N-S: es la intersección del meridiano celeste y la superficie de la Tierra. Curso de Física de la Atmósfera 13

ESFERA CELESTE Meridiano local H Z' Φ Ecuador P 1 P 2 O H' Z 1) Esfera celeste; 2) Punto observación en Tierra:O 3) Vertical del lugar, ZZ ; 4) Zenit y nadir (Z, z ) 5) Eje polar (p1, p2) 6*) Meridiano celeste del lugar (p1,z,h,z,h) 7*) Plano horizonte (H,H ) 8) Plano del ecuador; 9*) Línea N-S, (H,H ) Esfera terrestre Normal al ecuador y plano del horizonte, que angulo forman? El meridiano celeste pasa por? Curso de Física de la Atmósfera 14

PLANO DEL HORIZONTE, ESFERA CELESTE H Z Z' H' Curso de Física de la Atmósfera 15

DEFINICIONES - Horizonte Celeste: es el círculo máximo determinado sobre la esfera celeste por el plano perpendicular a la vertical astronómica..-meridiano celeste de O: es el círculo máximo que pasa pro el cenit del observador y los polos celestes..- Línea N-S: es la intersección del meridiano celeste y la superficie de la Tierra. Curso de Física de la Atmósfera 16

PLANO HORIZONTAL SOBRE LA ESFERA CELESTE POLO NORTE EJE POLAR ZENIT W PLANO DEL HORIZONTE S N E Meridiano astronómico TIERRA Curso de Física de la Atmósfera 17

DEFINICIONES Coordenadas del Sol Acimut del sol:es el arco de horizonte celeste entre el sur del lugar y el punto S donde el círculo secundario que pasa por S corta al horizonte. Altura del sol: arco SS de círculo secundario que pasa por S. Angulo horario: arco de ecuador celeste entre el meridiano del lugar y el círculo horario del sol. Declinación del sol: arco de círculo horario entre la posición del sol y el ecuador celeste. Curso de Física de la Atmósfera 18

COORDENADAS HORIZONTALES N H W P Z E θ z h S' Az S H' Acimut A z, es el arco del horizonte celeste comprendido entre el punto Sur y el punto S' donde el círculo secundario que pasa por el Sol S, corta al horizonte. Se mide de 0 a 360º a partir del sur en sentido SWNE o bien de 0 a 180º hacia el W y de 0 a -180º hacia el Este. Altura h, es el arco S'S del círculo secundario que pasa por S, comprendido entre este punto y el horizonte. Se mide a partir del horizonte de 0 a 90º, positivamente hacia el cenit y negativamente hacia el nadir. En lugar de la altura, se emplea la distancia cenital θ z que es el arco complementario de h, es decir θ = 90 - h. Curso de Física de la Atmósfera 19

COORDENADAS HORARIAS P W S' S δ M La declinación δ es el arco SS' del círculo horario que pasa por S, comprendido entre la posición del Sol S y el ecuador. Se mide desde el ecuador de 0 a 90º, positivamente, hacia el polo norte y negativamente hacia el polo sur. El ángulo horario w, de S (posición del Sol) (Fig. 7) es el arco MS' del ecuador celeste comprendido entre el meridiano del lugar y el círculo horario que pasa por S. Se cuenta sobre el ecuador a partir del punto de intersección M, entre el meridiano del lugar y el ecuador de 0 h a 24 h, en sentido WNES. También se mide de 0 a 180º con signo positivo hacia el W y con signo negativo hacia el Este. Curso de Física de la Atmósfera 20

DECLINACIÓN DEL SOL La declinación es cero en los equinocios y varía entre +23,5º y 23,5º. Es mayor que cero en verano para el hemisferio Norte. Spencer, propone la siguiente expresión para el cálculo de la declinación del sol: δ = 0,006918 0,399912 cos Γ + 0,070257 sen Γ - 0,00675 cos 2 Γ + 0,000907 sen 2 Γ - 0,002697 cos 3 Γ + 0,00148 sen 3 Γ (rad) donde Γ, en radianes se conoce como ángulo del día, y se calcula mediante la expresión: d n es el número del día del año. Γ = 2π dn 366 Curso de Física de la Atmósfera 21

DECLINACIÓN DEL SOL - La siguiente expresión también puede ser usada para el cálculo de la declinación: δ = 0.4 sen (360/365) d n donde d n es el número del día del año, contado desde la posición del equinoccio de primavera 21 de marzo. - - La siguiente expresión de la declinación cuenta dn desde el 1 de enero: δ = 23.45 sen [ 360 (284 + d n )/365 ] Curso de Física de la Atmósfera 22

DIA REPRESENTATIVO, DECLINACIÓN, NUMERO DÍA Mes Día Declinación (grados) Numero día entero Enero 17-20.84 17 Febrero 14-13.32 45 Marzo 15-2.40 74 Abril 15 +9.46 105 Mayo 15 +18.78 135 Junio 10 +23.04 161 Julio 18 +21.11 199 Agosto 18 +13.28 230 Septiembre 18 +1.97 261 Octubre 19-9.84 292 Noviembre 18-19.02 322 Diciembre 13-23.12 347 Curso de Física de la Atmósfera 23

θ z ESFERA CELESTE CENIT LATITUDΦ ANGULO CENITAL NORTE HORIZONTE CELESTE EJE POLAR de la TIERRA TIERRA OESTE O ECUADOR CELESTE δ SOL ω POLO SUR CELESTE ALTURA SOLAR SUR ACIMUT + Ψ Curso de Física de la Atmósfera 24

COORDENADAS HORIZONTALES Y HORARIAS N φ orto Eje polar P ω Vertical Z 90-φ 90-δ 90-h=θz Paralelo celeste φ Q' ocaso Ecuador h δ S ω Q W Z' Az S Curso de Física de la Atmósfera 25

POSICIÓN DEL SOL PZS. Aplicando a este triángulo las relaciones trigonométricas de la resolución de triángulos esféricos, y teniendo en cuenta que: el arco PZ= 90- φ; arco SZ=90-h=θ; arco SP= 90-δ; y que el ángulo en el vértice P es ω y en el vértice Z es 180-Az Aplicando el teorema del coseno al lado opuesto al ángulo horario, ω, se obtiene: cos a = cos b cos c + sen b sen c cos A φ Eje polar P b sen h= sen φ sen δ + cos φ cosδ cos ω N orto ω Vertical Z Paralelo celeste c a φ cos θ z = sen φ sen δ + cosφ cos δ cos ω Q' ocaso Z' Ecuador W Az h δ S ω S Q Aplicando el teorema del seno entre los lados (PS) y (PZ) y los ángulos opuestos, es decir sen ( PS) sen ( ZS) = sen ( 180 A ) sen ω z sen A z = sen ω cos δ / cos h Curso de Física de la Atmósfera 26

POSICIÓN DEL SOL Aplicando el teorema del coseno al lado PS obtenemos: cos (90-δ)= cos (90-φ) cos (90-h) + sen (90-φ) sen (90-h) cos (180-Az) desarrollando la expresión anterior obtenemos sen δ = sen φ sen h + cosφ cos h (-cos A z ) N ϕ orto Eje polar P ω c b Vertical Z cos A z = senφ sen h senδ cosφ cosh Paralelo celeste ocaso S a φ ω al mediodía? Q' Ecuador h δ ω Q ω cada hora 15º W Z' Az S Curso de Física de la Atmósfera 27

Nota: sen (a+b)= sen a cos b + cos a sen b; sen (a-b)= sen a cos b - cos a sen b cos (a+b)= cos a cos b - sen a sen b; cos (a-b)=cos a cosb + sen a sen b Curso de Física de la Atmósfera 28

Notas: 1 cos a= cos b cos c + sen b sen c cos A cos θ z = sen θ z sen δ +cos φ cos δ cos ω φ Eje polar P b N orto c ω Vertical Z Paralelo celeste a φ Q' ocaso Ecuador h δ S ω Q W Z' Az S 2 3 cos c=cos a cos b + sen a sen b cos cos Z cos (90-δ) = cos (90-φ) cos (90-h) + sen (90-φ) sen (90-h) cos (180- Az) sen δ = sen φ sen h + cos φ cos h (- cos Az) Curso de Física de la Atmósfera 29

POSICIÓN DEL SOL δ = 23.45 sen [ 360 (284 + d n )/365 ] sen h = sen φ sen δ + cos φ cos δ cos ω cos θ z = sen φ sen δ + cos φ cos δ cos ω ω = 15 ( hora 12) cos A z = senφ sen h senδ cosφ cosh ω s = arc cos [- tg φ tg δ ] T d = 2 arc cos [- tg φ tg δ ] Curso de Física de la Atmósfera 30

POSICIÓN DEL SOL Angulo horario de la salida del sol: ω s = arc cos [- tg φ tg δ ] a) Polo φ=90º; ω s = arc cos (-tg 90 tg δ) = => cos ω s >1 => no sale el sol => Verano de día, invierno de noche b) Ecuador:φ= 0; cos ω s = 0 => ω s = π/2 => longitud del día π rad = 12 h => independiente de δ; sale el sol 6 h. c) Equinocios δ=0; cos ω s = 0 => ω s = π/2 => Longitud del día es independiente de la latitud Curso de Física de la Atmósfera 31

POSICIÓN DEL SOL Cenit Recorrido solar W S z - A z - A h θ z + A z N Proyección del recorrido del Sol E Curso de Física de la Atmósfera 32

ARCO DIURNO DEL SOL Y ESTACIONES Junio Marzo Eje polar Diciembre S β W Arco diurno P N E Plano del horizonte Curso de Física de la Atmósfera 33

ALTURA Y ACIMUT DEL SOL 90 Altura Solar, grados 60 30 Junio 11 horas 13 horas Agosto 10 horas Abril 14 horas 9 horas Septiembre Marzo 15 horas 8 horas 7 horas Octubre Febrero Diciembre 16 horas 17 horas 6 horas 18 horas 0-150 -120-90 -60-30 0 30 60 90 120 150 Acimut, grados Altura del Sol en función del azimut Curso de Física de la Atmósfera 34

ECUACIÓN DEL TIEMPO -Tierra varía su velocidad - Inclinación del eje de la tierra respecto del plano de la eclíptica Curso de Física de la Atmósfera 35

TIEMPO SOLAR Y TIEMPO CIVIL E t = 0.0002-0.4197 cos Γ + 3.2265 cos 2Γ + 0.0903 cos 3 Γ + 7.3509 sen Γ + 9.3912 sen 2 Γ + 0.3361sen 3 Γ donde E t es la ecuación del tiempo; Γ es el ángulo del día viene dado por: Γ = 2π d n /366, siendo d n es el número del día del año a partir 1º de enero. Así obtenemos el Tiempo solar medio, T m, es decir TSV corregido de todas sus irregularidades: TSV: tiempo solar verdadero T m = TSV + E t Curso de Física de la Atmósfera 36

CORRECCIÓN DEBIDA A LA LONGITUD b) Debido a la diferencia en longitud entre el meridiano local y el que se toma como origen que es el meridiano de Greenwich, se introduce la corrección: λ = ( 24/360) 60 ( λ -λ 0 ) = 4 ( λ -λ 0 ) ) donde λ son las longitudes del meridiano local cero y del meridiano local. El signo + se toma para los lugares situados al Este del meridiano cero y el signo menos, hacia el Oeste. Curso de Física de la Atmósfera 37

ADELANTO OFICIAL DE LA HORA c) Adelanto oficial de la hora: teniendo en cuenta lo anterior, el tiempo solar verdadero a partir del tiempo civil puede ser calculado mediante la expresión: TSV = T c E t - t + λ T c = TSV +E t - λ + t t es el adelanto oficial de la hora: 1 h de octubre a marzo; dos horas de marzo a octubre. Tiempo Universal: UT=TSV+E t - λ =T c - t Curso de Física de la Atmósfera 38

MINUTOS 16 14 12 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8-10 -12-14 -16-18 ECUACIÓN DEL TIEMPO Enero Febr. Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept. Octub. Nov. Dic. TSV = T c E t - t + λ Tc = TSV+Et + t - λ Curso de Física de la Atmósfera 39

CÁLCULO DE LA HORA CIVIL DE LA SALIDA Y PUESTA DEL SOL EL DÍA 19 DE FEBRERO( Latitud 41º39 08 N y Longitud: 4,723ºW) Día del año: 50 (d n ) dn Cálculo del ángulo del día (º): Γ = 2π 366 Cálculo de la declinación: δ = 0,006918 0,399912 cos Γ + 0,070257 sen Γ - 0,00675 cos 2 Γ + 0,000907 sen 2 Γ - 0,002697 cos 3 Γ + 0,00148 sen 3 Γ (rad) Cálculo del ángulo horario de la salida del sol (º): ω s = arc cos [- tg φ tg δ ] Cálculo de la hora solar de la salida del sol (HS) y de la puesta (HO) del sol: HS= 12 - ω s /15 ; HO= 12 + ω s /15 Cálculo de la ecuación del tiempo (minutos): E t = 0.0002-0.4197 cos (Γ) + 3.2265 cos (2Γ) + 0.0903 cos (3 Γ) + 7.3509 sen (Γ) + 9.3912 sen (2 Γ) + 0.3361sen (3 Γ) Pasamos de la hora solar a la universal : UTS=HS- (4λ-E t )/60; UTO=HO- (4λ-E t )/60 Pues: T universal= T solar verdadero+ Ecuacion de tiempo - 4λ Pasamos de la hora universal a la hora civil añadiendo una hora: HCS=UTS+1, HCO=UTO+1. Divide entre 60, pasa a horas Curso de Física de la Atmósfera 40

ÁNGULO HORARIO DE SALIDA Y PUESTA DEL SOL Angulo horario de la puesta del sol: 15( h puesta-12) Angulo horario de la salida del sol: 15(12-hora de la puesta) Curso de Física de la Atmósfera 41

MAGNITUDES UTILIZADAS Órbita:.- r 0 distancia media Tierra-Sol (1,5 x 10 8 km).- r distancia T-Sol.- d n número del día del año.- Γ ángulo del día.- E 0 factor de corrección de excentricidad (r 0 / r) 2.- radio del Sol= 7 x 10 8 m Ángulos del Sol.- θ z ángulo cenital del sol,.- δ declinación del sol.- φ latitud del lugar.- A z ángulo azimutal de sol.- h altura del sol.- ω ángulo horario del sol.- ω s ángulo horario de la salida del sol (ω ss y ω sr ).- ω s ángulo horario de la salida del sol sobre una superficie inclinada.- T d longitud del día (grados, h) Tiempo.- TSV tiempo solar verdadero.- E t ecuación del tiempo.- t adelanto de la hora.- λ longitud del lugar Curso de Física de la Atmósfera 42

RELOJ DE SOL Curso de Física de la Atmósfera 43

RELOJ DE SOL El reloj de sol es un instrumento compuesto por elemento denominado estileto, que produce sombra sobre un plano. La longitud y posición de la sombra depende de la posición del sol en ese momento y por tanto d el ahora solar o tiempo solar. El reloj de sol era conocido por los Egipcios y los Griegos lo mejoraron en distintos aspectos. El reloj de sol suministra la hora solar y hemos de aplicar la ecuación del tiempo: Tcivil= T solar + ecuación del tiempo + corrección de la longitud + t El valor de la ecuación del tiempo en minutos depende del día del año; la corrección de la longitud es cuatro veces la longitud del lugar y se obtiene en minutos; t es el cambio horario, 2 horas en período de verano y 1 hora en invierno.. Debido a la diferencia de longitud entre el meridiano local y el de referencia, aquí es el meridiano de Greenwich, se introduce la corrección: λ = ( 24/360) 60 ( λ -λ 0 ) = 4 ( λ -λ 0 ) donde λ y λ 0 son la longitud y cero la longitud del meridiano de referencia. El signo de este término, + es para lugares situados al Este y el signo menos para lugares al Oeste del meridano de referencia. Curso de Física de la Atmósfera 44

RELOJ DE SOL Meridiano local N Z' λ Ecuador 1 / cosλ 1 O 1 / sen tgλ 1 / tg λ λ 1 / (sen λ cos λ ) λ N Z B E Esfera terrestre S W λ S Curso de Física de la Atmósfera 45

RELOJ DE SOL Cuadrante ecuatorial Líneas horarias Estilete Reloj de sol Curso de Física de la Atmósfera 46

RELOJ DE SOL Cuadrante horizontal Curso de Física de la Atmósfera 47

RELOJ DE SOL Cuadrante vertical orientado Curso de Física de la Atmósfera 48

Curso de Física de la Atmósfera 49

BIBLIOGRAFIA Ibal, M. 1982. An Introduction to Solar Radiation. Pergamon Press. New York. Curso de Física de la Atmósfera 50