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RADIACION SOLAR
MATERIA : AGROCLIMATOLOGIA
UNIVERSIDAD DE COLIMA, FCBA.
MAYO DE 2011.
GENERALIDADES

LA FUENTE DE TODA LA ENERGIA PARA
TODOS LOS PROCESOS FISICOS Y
BIOLOGICOS QUE OCURREN SOBRE LA
TIERRA ES LA RADIACION SOLAR.

MONTEITH (1958) INDICA QUE LA
AGRICULTURA ES UNA EXPLOTACION DE LA
ENERGIA SOLAR, HECHA POSIBLE POR UNA
EDECUADA SUMINISTRACION DE AGUA Y
NUTRIENTES PARA MANTENER EL
DESARROLLO DE LAS PLANTAS.
FOTOSINTESIS

DE ACUERDO CON LA TERMODINAMICA SE
CONOCE QUE LA ENERGIA SE TRANSFORMA
PERO NO SE PIERDE Y EL EJEMPLO MAS
IMPORTANTE EN LA AGRICULTURA ES LA
ECUACION QUIMICA DE LA FOTOSINTESIS:

CO2 + H2O + ENERGIA
(CH2O) + O2 +
112 000 CALORIAS
EFECTO DE LA RADIACION SOLAR
SOBRE LAS PLANTAS VERDES


PROCESOS FOTOENERGETICOS:
FOTOSINTESIS
PROCESOS FOTOESTIMULANTES:
A. PROCESOS DE MOVIMIENTO:
FOTOTROPISMO.
B. PROCESOS FORMATIVOS: ELONGACION DE
ESTOMAS, EXPANSION DE HOJAS,
FORMACION DE PIGMENTOS, ETC.
EL SOL
EL SOL ES UNA ESTRELLA BLANCOAMARILLA.
FUENTE DE RADIACIONES CALORIFICAS Y DE OTRAS
FORMAS DE ENERGIA QUE INFLUYEN EN EL ESTADO
DE LA ATMOSFERA.
DIAMETRO.- 1 392 000 KM
DISTANCIA APROXIMADA A LA
TIERRA.- 150 000 000 DE Km
LA TEMPERATURA DE SU NUCLEO ES DE
15 000 000° K.
DENSIDAD.- 10 VECES MAYOR QUE EL Hg.
FUENTE DE ENERGIA.- 50% H;
H + H = He + ENERGIA
VIDA ACTIVA POR VENIR.- 10 000 000 000 DE
AÑOS
EL SOL
Fuente de energía se debe a procesos
termonucleares al transformar H en He.
6 000° K
parte visible
Plasma a alta
temperatura
Protuberancias
o fulgoraciones
de 200 000 km
Compuestas por
ondas de radio,
Rx, partículas
electrizadas, etc.
250 – 1000 km/s
15 000 000° K
Atmósfera solar
Ondas electromagnéticas
a 300 000 km/s
CAMPO MAGNETICO Y AURORA
BOREAL
El flujo de plasma o viento solar son las
fulguraciones en ráfagas de 250 a 1000 Km/s.
El limite exterior de la atmósfera está
determinado por el viento solar y el campo
magnético terrestre
Las partículas desviadas por campo
magnético producen perturbaciones en
en la alta atmósfera originando auroras
boreales y tempestades magnéticas.
ENERGIA RADIANTE
La energía radiante se propaga por ondas
electromagnéticas a 300 000 km/s.
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
VENTANA ATMOSFERICA DE
LA RADIACION SOLAR
UV ABSORVIDA
O3
0.3 μ
VIOLETA
LUZ VISIBLE
RAD. INFRARROJA ABSORVIDA
H2O, CO2, POLVO
0.8μ
ROJO
VENTANA ATMOSFERICA
DIATERMANCIA
Diatermancia es la propiedad del aire de no absorber
casi la energía calorífica de los rayos solares, sino
transmitirla.
RADIACION ENTRANTE
RADIACION SALIENTE O TERRESTRE
RADIACION SOLAR (K)
LA RADIACION SOLAR, K, AUMENTA CON EL
ANGULO DE ELEVACION (B) DEL SOL Y CON
LA TRANSPARENCIA DE LA ATMOSFERA (p), Y
SE EXPRESA:
K (B, p) = K p sen B
DONDE:
p
Ko = constante solar = 1.35kc x m2
B
La radiación directa (S) en una superficie horizontal,
está dada por: S = Ko sen B
DISTRIBUCION DE LA RADIACION
SOLAR
ALBEDO 40%
DEPLECION 17%
INSOLACION 43%
+
= 60%
RADIACION TERRESTRE
ESCAPE DEL CALOR
AL ESPACIO POR LA
VENTANA INFRARROJA: 8.5 - 11 m
EL CALOR SE PIERDE
POR ABSORCION Y
RADIACION AL
SUBIR DE UNA CAPA
A OTRA
RADIACION TERRESTRE
LA ATMOSFERA NOS PROTEGE DE LAS
RADIACIONES DE ONDA CORTA
REFLEJANDO GRAN PARTE DE ELLAS AL
ESPACIO Y ABSORBIENDO PARTE DE LOS
RAYOS ULTRAVIOLETA EN LAS CAPAS
ALTAS. EN LAS CAPAS INFERIORES, EL
VAPOR DE AGUA NOS PROTEGE DEL
EXCESIVO ENFRIAMIENTO
CONSERVANDO PARTE DE LA
RADIACION CALORIFICA SALIENTE.
HAY UN EQUILIBRIO APROXIMADO
ENTRE LA RADIACION ENTRANTE
ABSORBIDA Y LA RADIACION SALIENTE
CONSTANTE SOLAR


CONSTANTE SOLAR ES LA RADIACION QUE RECIBE UN cm2 EN
EL LIMITE SUPERIOR DE LA ATMOSFERA DE 1.94 CALORIAS
GRAMO POR MINUTO.
ESTA CANTIDAD VARIA CON LAS ESTACIONES DEL AÑO Y CON
LAS MANCHAS SOLARES.

LA SUPERFICIE TERRESTRE RECIBE DIARIAMENTE UN
PROMEDIO DE 720 CALORIAS GRAMO POR cm2.

EN MEXICO LOS VALORES DIARIOS EN UN DIA SIN NUBES EN
VERANO VARIA DE 500 A 700 cal-g/cm2.

EL CALDEAMIENTO DE LA SUPERFICIE TERRESTRE DEPENDE
DE LA RADIACION SOLAR DIRECTA, DE LA RADIACION DIFUSA
Y DE LA CONTRARRADIACION.
RADIACION SOLAR EN LA
REPUBLICA MEXICANA
RADIACION SOLAR (EN EL SUELO)
DIRECTA MAS DIFUSA




ZONA DESERTICA
BOSQUE TROPICAL
LLUVIOSO
LATITUDES MEDIAS
REGIONES POLARES
200 – 220 kcal/cm2/año
120 – 160 kcal/cm2/año
80 – 120 kcal/cm2/año
70 kcal/cm2/año
INSOLACION

INSOLACION ES EL LAPSO DE TIEMPO DURANTE EL
CUAL LOS RAYOS SOLARES CALIENTAN LA
SUPERFICIE TERRESTRE.

PARA CONOCER LA INSOLACION EN LA REPUBLICA
MEXICANA DEBE DE TENERSE EN CUENTA EL
NUMERO DE DIAS DESPEJADOS Y NUBLADOS QUE
SE REGISTRAN ANUALMENTE EN EL TERRITORIO

LA MAYOR INSOLACION SE REGISTRA EN EL NW
DISMINUYE HACIA LA ALTIPLANICIE Y ES MENOR
EN LA COSTA DEL GOLFO DE MEXICO DONDE EL
NUMERO DE DIAS NUBLADOS ES ELEVADO.
APROVECHAMIENTO DE LA
ENERGIA SOLAR
MEDIDA DE LA RADIACION
SOLAR

ACTINOMETRIA.- ES LA PARTE DE LA
FISICA QUE ESTUDIA LA INTENSIDAD
DE LA RADIACION QUE LLEGA A
CUALQUIER PUNTO DE LA TIERRA.

CALORIA.- CANTIDAD DE CALOR QUE
SE NECESITA PARA CALENTAR UN
GRAMO DE AGUA PURA DE 14.5 A
15.5°C
INSTRUMENTOS

ACTINOMETRO DE VIOLLE.- TERMOMETRO CON EL BULBO CUBIERTO
DE NEGRO DE HUMO PARA ABSORBER EL CALOR DE LOS RAYOS
SOLARES.

PIRHELIOMETRO DE ANGSTROM.- CON DOS LAMINITAS DE
MANGAMINA, UNA ES CALENTADA POR LOS RAYOS SOLARES Y LA
OTRA POR ELECTRICIDAD.

ACTINOGRAFO DE ROBITZCH.- LA PARTE SENSIBLE SON TRES
LAMINAS UNIDADAS POR EL EXTREMO, DOS BLANCAS Y EN MEDIO
ENEGRECIDA. SE CURVAN CON LA RADIACION SOLAR Y EL
MOVIMIENTO SE TRANSMITE AL MECANISMO DE GRAFICACION.

HELIOGRAFO DE CAMPBELL-STOKES.- REGISTRA LAS HORAS DE
INSOLACION DE UN LUGAR. ESFERA DE VIDRIO SOLIDO QUE
CONCENTRA LOS RAYOS SOBRE UNA BANDA DE PAPEL GRADUADA
EN HORAS.
INSTRUMENTOS
Actinógrafo de Robitzsch
Heliógrafo de Campbell-Stokes
registra horas de insolacion.
APLICACIONES DE LA RADIACION SOLAR EN
AGRICULTURA Y MEDIO AMBIENTE


LA DECRECIENTE DENSIDAD DEL AIRE CON LA ALTURA INFLUYE EN
LA CANTIDAD DE RADIACION RECIBIDA:
EN ZONAS MONTAÑOSAS CERCANAS A ZONAS DESERTICAS SE
TIENEN VALORES DE 1.6 LANGLEY/MIN.

AL NIVEL DEL MAR EN LATITUDES MEDIAS CON CLIMA HUMEDO ES
DE 0.7 LANGLEY/MIN.

LAS SUPERFICIES EXPUESTAS A LA LUZ SOLAR SE CALIENTAN
RAPIDA E INTENSAMENTE, EN CAMBIO EN SUPERFICIES UMBRIAS SE
CALIENTAN MENOS Y SE ENFRIAN EN FORMA RAPIDA. ENTRE 22 Y 26º
C EN LAS LADERAS DE UNA MONTAÑA.

ES INFORMACION IMPORTANTE PARA TIPO DE CULTIVOS Y EN LA
EPOCA DE SIEMBRA, EVENTOS DEPORTIVOS Y OTRAS ACTIVIDADES
PRODUCCION DE MATERIA SECA Y
EFICIENCIA DE LA UTILIZACION DE LA
RADIACION SOLAR POR CULTIVOS
CULTIVO
PERIODO VEG.
PAPA
ABR-AGS
TRIGO
PROD.
TON/HA
EFICIENCIA
%
9.60
0.50
NOV-MAR
10.45
0.52
REMOLACHA
MAY-OCT
16.00
0.90
ZANAHORIA
MAY-OCT
6.86
0.39
MAIZ
JUN-SEP
15.52
1.05
CAÑA DE
AZUCAR
22 MESES
129.48
1.43
FOTOPERIODO

ES LA DURACION DE LA
LUMINOSIDAD DEL DIA SIN
TOMAR EN CUENTA LA
INTENSIDAD DE LA
ILUMINACION (VARIABLE
SEGÚN LA NUBOSIDAD) NI
POR LA INTERPOSICION DE
OBSTACULOS EN EL
HORIZONTE.

EN EL ECUADOR EL
FOTOPERIODO ES DE 12
HORAS TODO EL AÑO. CON
LA LATITUD VARIARA.
PLANTAS Y FOTOPERIODO

PLANTAS DE FOTOPERIODO
LARGO.- NECESITAN UNA
DURACION DEL DIA MAYOR
A 12 HORAS.

PLANTAS DE FOTOPERIODO
CORTO.- REQUIEREN UNA
DURACION DEL DIA IGUAL O
MENOR A 12 HORAS.

PLANTAS INDIFERENTES.FLORECEN Y FRUCTIFICAN
NORMALMENTE TANTO EN
EPOCAS DE DIAS CORTOS
COMO DE DIAS LARGOS
DISTRIBUCION DE LA RADIACION
SOLAR EN UN ARBOL FRUTAL
EFECTO DE LA RADIACION SOLAR EN
LA SANIDAD DE FRUTOS
BIBLIOGRAFIA
Ayllón, T., T. y J. Gutiérrez R. 1988. Introducción a la
observación meteorológica. Limusa. México.
Ayllón, T. 2003. Elementos de meteorología y
climatología. Trillas. México.
Galindo E., E. y G. Cifuentes N. 1996. Irradiación solar
global en la republica mexicana: valores horarios
medios. UNAM. México.
Ortíz S., C. A. 1984. Elementos de agrometeorología
cuantitativa. Universidad Autónoma Chapingo.
México.
Torres R., E. 1995. Agrometeorología. Trillas. México