ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA TROPICAL

CAPÍTULO 2: ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA TROPICAL

En este capítulo se analiza la estructura de la atmósfera tropical a partir de las particularidades que presenta la propagación de la radiación solar y terrestre, su principal fuente de energía, del comportamiento de la presión, la temperatura, la humedad, la precipitación y el viento. Estas particularidades, en alguna forma, explican los rasgos principales de la circulación atmosférica vista en el capítulo anterior.

2.1 RADIACIÓN SOLAR, TERRESTRE Y BALANCE DE RADIACIÓN

Algunas de las características de la circulación general de la atmósfera, son consecuencia de la energía que originalmente proviene del sol, y que en parte es re emitida y almacenada por la superficie de la tierra y la atmósfera. La generación de movimientos atmosféricos es altamente dependiente del balance de radiación.

La radiación solar se recibe en el intervalo de longitudes de onda 0.1-0.7µm (micrones) del espectro electromagnético.

Una parte de la radiación solar (radiación de onda corta) que llega al tope de la atmósfera, es reflejada nuevamente hacia el espacio exterior. Otra parte, es absorbida por la atmósfera y la superficie terrestre, tal como se muestra en la Fig. 2.1.

Fig. 2.1 Reflexión y absorción de la energía solar por la atmósfera y la superficie terrestre. Tomado de: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7f.html

Si se toma la radiación solar durante un año; de 100 unidades de energía solar que penetra en la atmósfera, solo el 51% es absorbido por la superficie y utilizado para calentar la superficie terrestre y la troposfera baja, descongelar y evaporar agua, realizar la fotosíntesis en las plantas, etc. Del 49% restante, 4% es reflejado al espacio exterior por la superficie terrestre, 26% es esparcido o reflejado al espacio exterior por las nubes y partículas atmosféricas y 19% es absorbido por los gases atmosféricos y las nubes.

La radiación de onda corta, o insolación recibida (entrante) es de dos tipos: directa S y difusa D. La radiación solar directa S es la radiación de onda corta que penetra dentro de la atmósfera sin ser debilitada en ninguna forma por ningún constituyente atmosférico. La radiación difusa D, es la radiación de onda corta que ha sido esparcida por gases atmosféricos. La cantidad total de energía solar recibida ó insolación K↓, es la suma de la luz directa más la luz difusa y se escribe como

K_↓=S+D (2.1)

Parte de la radiación de onda corta que llega es absorbida por la superficie y parte es reflejada nuevamente hacia el espacio exterior. La parte que es reflejada por la superficie terrestre es proporcional al albedo a y se escribe como

K_↑=(S+D)a (2.2)

(El albedo es una cantidad entre 0 y 1. El Albedo se expresa como la relación entre la radiación reflejada y la recibida. por ejemplo nieve recién caída tiene un albedo cercano al 90% (refleja casi todo). El Océano por el contrario absorbe casi toda la radiación que le llega, su albedo es cercano al 10%.)

Entonces, la radiación neta de onda corta o, balance de radiación de onda corta se escribe como

K^*=(S+D)-(S+D)a (2.3)

Durante el día K* es positivo ya que la radiación entrante siempre es mayor que la saliente de onda corta. Durante la noche K* es 0 ( la energía proveniente de la luna no cuenta!)

La tierra re-emite parte de la radiación que recibe, solo que, a una temperatura bien inferior a la del sol y por eso lo hace en longitudes de onda más largas; 0.5-30 µm, Por esta razón la radiación emitida por la tierra se llama o radiación de onda larga. Parte de la radiación emitida por la tierra (radiación terrestre) es absorbida por las nubes y gases atmosféricos, y otra pequeña parte es directamente enviada al espacio exterior

Parte de la radiación de onda larga absorbida por la atmósfera es re-emitida por esta, hacia la tierra nuevamente, lo que recibe el nombre de contra radiación atmosférica de onda larga.

Sea L↑ la radiación de onda larga emitida por la superficie y sea L↓ la contra radiación de onda larga de la atmósfera. La diferencia entre las radiaciones de onda larga entrante y saliente se llama radiación neta de onda larga

L^*=L_↓-L_↑ (2.4)

Puesto que, por lo regular, la tierra se encuentra más caliente que el aire, la radiación neta de onda larga es negativa, salvo aquellas situaciones cuando se presenta un inversión de temperatura en superficie.

La radiación neta Q*, o balance de radiación está formado por la energía neta de onda corta y onda larga

Q^*=[(S+D)-(S+D)a]+L_↓-L_↑ (2.5)

La variación estacional de la radiación de onda corta, larga y neta se muestra en la siguiente animación:

http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/gifs/three_rads_web.gif

2.1.1 Distribución global de la radiación neta

Fig. 2.2 distribución global anual de radiación neta de onda corta y larga. Tomado de:

http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7j.html.

En Fig. 2.2 se muestra la distribución de la radiación neta (de onda corta y larga) media anual por latitudes. Se puede notar que hay un desbalance entre la energía entrante y saliente. La radiación de onda corta es más abundante en el trópico, mientras que hay un déficit de ella en los polos. Esto significa que para el equilibrio climático se necesita una redistribución de esta energía a través de corrientes atmosféricas y oceánicas.

La redistribución de la energía proveniente del sol es acompañada principalmente tres procesos; flujo de calor sensible, flujo de calor latente y flujo de calor en el suelo.

2.2 PRESIÓN ATMOSFÉRICA

En la Fig. 2.3 se muestra la presión media en superficie.

Fig. 2.3. presión media a nivel del mar. Tomado de: http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/chapter04/chapter04_02.htm

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