Durante un día soleado, el aire es obviamente más caliente que por la noche. ¿Cuál es el mecanismo principal de este calentamiento? Puedo pensar en tres formas:
- Conducción: el aire se calienta en el suelo, que es cálido.
- Convección: el aire caliente se convence hacia arriba.
- Radiación: el aire absorbe la luz solar. ¿Pero no es transparente el aire? ¿No es 100% transparente a algunas longitudes de onda?
¿Cuál de estos es el más importante?
Comentarios
- Reescribí tu pregunta para que quede más clara. Siéntete libre de deshacer cualquier cambio con el que no estés de acuerdo.
- ¿Empezar quizás aquí? ucar.edu/learn/1_1_1.htm
- La atmósfera es mayormente transparente a la luz solar directa. Sin embargo, el suelo y el océano no lo son, por lo que la luz solar es absorbida por la Tierra ' s superficie que por lo tanto se calienta. Entonces la pregunta es, ¿cómo transfieren energía el suelo cálido y el océano a la atmósfera (baja)? Aquí espero que los tres procesos sean relevantes. Aire en el contacto con el suelo se calienta por conducción. Entonces la convección del aire (aire ascendente) se convierte en un factor. Finalmente, el suelo irradia IR " light " en longitudes de onda en las que la atmósfera inferior no es transparente, por lo que " la radiación de calor " puede ser absorbida por la atmósfera.
- El agua atmosférica juega un papel en algunos de estos procesos. El vapor de agua y las nubes (gotitas suspendidas en el aire) influyen en la opacidad de la atmósfera a varias longitudes de onda. Además, la evaporación del agua líquida en la superficie de la Tierra transfiere energía a la atmósfera.
Respuesta
Este se basa básicamente en calentamiento atmosférico y supongo que te refieres a la atmósfera que te rodea, en lugar de a una gran altura. Me estoy concentrando en niveles de calor del suelo de hasta 500 m.
En orden de importancia, la radiación electromagnética del sol, que obviamente proporciona la energía inicial para que la atmósfera se caliente durante el día.
La radiación de frecuencia más alta tiene más energía que la radiación de frecuencia más baja. La mayor parte de la energía radiante del sol se concentra en las porciones visible y casi visible del espectro. La radiación ultravioleta representa un pequeño porcentaje de la radiación total recibida del sol, pero es extremadamente importante porque tiene una energía mucho mayor. .
Cabe señalar que, debido a la proporción de mar y tierra en la Tierra, aproximadamente el 71% de la radiación del sol cae sobre el agua. La capacidad calorífica específica del agua de mar en $ 0 ^ {\ circ} $ C es 3985 J kg $ ^ {- 1} $ $ K ^ {- 1} $ , pero debido a las corrientes y las diferencias en los niveles del mar, puede ser difícil estimar la verdadera transferencia de calor por convección y consumo a la masa de aire sobre el agua del mar.
Un gráfico de la intensidad solar por w avelength.
Crédito de la imagen: www. solarcellcentral.com
En la atmósfera, la convección incluye el ascenso y descenso a gran y pequeña escala de masas de aire y paquetes de aire más pequeños. Estos movimientos verticales distribuyen eficazmente el calor y la humedad por toda la columna atmosférica y contribuyen al desarrollo de nubes y tormentas (donde se produce el movimiento ascendente) y la disipación (donde se produce el movimiento descendente).
Mientras tanto, la lenta rotación de la tierra hacia el este hace que el aire se desvíe hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Esta desviación del viento por la rotación de la tierra se conoce como el efecto Coriolis.
Para comprender las celdas de convección que distribuyen el calor por toda la tierra, consideremos una tierra simplificada y suave sin tierra / interacciones del mar y una rotación lenta. En estas condiciones, el sol calienta más el ecuador que los polos. El aire cálido y ligero en el ecuador se eleva y se propaga hacia el norte y el sur, y el aire frío y denso en los polos se hunde y se extiende hacia el ecuador. Como resultado, se forman dos celdas de convección.
Dado que el aire es un mal conductor, la mayor parte de la transferencia de energía por conducción se produce directamente en la superficie de la tierra. Durante el día, la radiación solar calienta el suelo, lo que calienta el aire contiguo por conducción.
Finalmente, una pequeña parte de la energía del sol es absorbida directamente, especialmente por gases como el ozono y el vapor de agua.Las nubes y la superficie terrestre también reflejan algo de energía en el espacio.
Comentarios
- Siento la forma en que la exposición da una impresión engañosa que la mayor parte del calor proviene directamente del sol. Y aunque la imagen dice que el agua evaporada es la mayor fuente individual de calor que se muestra en el diagrama, no ' ni siquiera se menciona en el texto!
Respuesta
Creo que la convección es lo más importante. En los medios fluidos, la transferencia de hest La energía se debe principalmente al movimiento de partículas con mayor energía cinética, chocando con otras partículas, transfiriendo energía, etc. La convección también asegura un calentamiento casi uniforme del medio fluido. Los otros factores contribuyen de manera insignificante aquí.
Comentarios
- +1 porque está respondiendo la pregunta en un párrafo 🙂
- @annav – Pero la respuesta es incorrecta. La transferencia radiativa es de lejosel más significativo de los tres.
- @DavidHammen Dentro del contexto de la te quesion es correcto. La atmósfera absorbe mal la radiación. El aire se calienta por conducción en la superficie y se eleva por convección para equilibrarse en la atmósfera. cf invernaderos (automóviles cerrados), donde la convección está bloqueada cuán calientes se ponen al sol.
- @annav – El aire cerca de la superficie se calienta principalmente por radiación en lugar de por conducción, incluso en la superficie . A veces, este calentamiento local resulta en convección. Otras veces, no ' t. Si lo hace o no depende de la estabilidad de la atmósfera.
- @DavidHammen, la última cifra aquí no lo dice srh.noaa.gov/jetstream /atmos/heat.html