Acerca de este experimento
Desplace un lugar de observación al mediodía entre distintas latitudes y a lo largo de un calendario anual aproximado. Compare el ángulo de la luz solar, la irradiancia solar al mediodía, la duración del día y la irradiancia media diaria. El mismo Sol puede proporcionar un flujo menor al mediodía, pero un día más largo en latitudes altas. El gráfico compara la fecha seleccionada con una referencia del equinoccio por encima de la atmósfera.
Objetivos de aprendizaje
- Relacionar la latitud y la declinación solar con la altitud solar al mediodía
- Comparar la irradiancia al mediodía con la energía recibida durante todo el día
- Identifica el día polar y la noche polar en el modelo geométrico ideal
- Explica por qué los trópicos son más cálidos que los polos en función del ángulo de incidencia de la luz solar.
- Explica las estaciones como resultado de la inclinación del eje de la Tierra, no de su distancia al Sol.
Cómo usarlo
- 1Selecciona el ajuste del equinoccio y compara el ecuador con los 40 grados norte y los 40 grados sur.
- 2A 40 grados norte, compara los ajustes del solsticio de junio y del solsticio de diciembre.
- 3Sitúate a 80 grados norte en junio y en diciembre. Compara la duración del día y la altura del Sol al mediodía.
- 4Reproduce un año y compara los cambios estacionales en la misma latitud. Recuerda que el calendario y la órbita son aproximaciones.
- 5Compara la irradiancia media diaria en el polo norte y en el ecuador durante el solsticio de junio. ¿Cuál es mayor y por qué?
El modelo
Supuestos
- La irradiancia solar perpendicular a los rayos se mantiene fija en 1361 W/m². La Tierra sigue una órbita circular, por lo que se omiten las variaciones de distancia.
- La declinación sigue un calendario didáctico sinusoidal de 365 días. No es una calculadora precisa de amaneceres ni de calendario.
- Se excluyen la absorción atmosférica, las nubes, la refracción atmosférica, el albedo de la superficie y el terreno.
- La latitud está limitada a 80 grados norte o sur. Los ángulos y la duración del día describen el centro geométrico del Sol, no el disco solar visible refractado.
Pruébalo en clase
- Q1¿Por qué puede haber días largos en un verano polar aunque el Sol del mediodía se mantenga relativamente bajo?
- Q2¿Por qué son simétricas las latitudes norte y sur en la curva del equinoccio?
- Q3¿Basta con que la irradiancia al mediodía sea alta para deducir la energía recibida a lo largo del día?
- Q4¿Por qué es verano en Australia cuando es invierno en Canadá?
- Q5¿Por qué el Ártico sigue siendo frío en pleno verano, aunque recibe mucha luz solar al día?
Preguntas frecuentes
¿Son estos los vatios solares que llegan al suelo?
No. Son valores geométricos por encima de la atmósfera sobre una superficie horizontal. La irradiancia real en la superficie también depende de la atmósfera, el tiempo y el terreno local.
¿Por qué puede ser negativa la altura del Sol al mediodía?
Durante la noche polar, el Sol puede permanecer bajo el horizonte incluso al mediodía solar. En ese caso, la irradiancia del mediodía se limita a cero y la duración geométrica del día es cero.
¿Se deben las estaciones a que la Tierra está más cerca del Sol?
No. En realidad, la Tierra está más cerca del Sol a principios de enero, durante el invierno del hemisferio norte. Las estaciones se deben a la inclinación de 23,4° del eje terrestre, que modifica el ángulo de la luz solar y la duración del día a lo largo del año.