balance de radiación

CURSO SISTEMAS AGROFORESTALES
CON CULTIVOS ANUALES Y PERENNES
DETERMINISMO ASTRONÓMICO DEL CLIMA
BALANCE DE RADIACIÓN
BALANCE DE ENERGÍA
EVAPOTRASPIRACIÓN
Francisco Jiménez O.

OBJETIVOS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
• Presentar y analizar los principales factores astronómicos y
geofísicos que determinan el clima.
• Presentar y analizar el balance de radiación, balance de
energía y la relación entre ellos y con la evapotranspiración
de las coberturas vegetales.

1. ALGUNOS ELEMENTOS DE GEOGRAFÍA FÍSICA
El sistema de coordenadas: paralelos y meridianos
• Paralelos: círculos completos, paralelos al ecuador. El ecuador
es el paralelo de referencia.
• Meridianos: semicículos máximos (180°), cuyos extremos
coinciden con los polos. El meridiano de Greenwich es el
meridiano principal o de referencia.
• Latitud: arco meridiano medido en grados entre un lugar
determinado y el ecuador (0 a 90° Norte o Sur). Un grado de
Latitud mide en promedio 111 km
• Longitud: arco paralelo medido en grados entr un lugar
determinado y el meridiano de Greeinwich (0 a 180° Este u
Oeste). Un grado de Longitud mide de 0 a 111 km.

Fig. 1. Paralelos, latitud,
meridianos, longitud

EJERCICIO SOBRE SISTEMAS DE COORDENADAS
Ubique, aproximadamente, en un dibujo del globo terrestre
los sitios correspondientes a las siguientes coordenadas:
• a) 10° 00’ 00” Latitud Norte; 85° 00’ 00” Longitud Oeste.
• b) 15° 00’ 00” Latitud Sur; 30° 00’ 00” Longitud Oeste.
• c) Una cuenca que está ubicada entre 25° 00’ 00” y 30° 00’
00” de Latitud Norte; 75° 00’ 00” y 80° 00’ 00 de Longitud
Oeste.

DETERMINISMO ASTRONÓMICO DEL CLIMA
DEFINIDO POR TRES FACTORES PRINCIPALES
• Inclinación del eje terrestre: 23.5 ° con respecto a la normal.
Declinación solar: ángulo entre el plano orbital y ecuatorial varía
entre 23.5 ° (solsticio verano H.N.) y -23.5° (solsticio de invierno
H.S).
• Movimiento de rotación de la tierra sobre su propio eje (23 h, 56’
4,09”). Oeste a Este a 1700 km/h. Ocasiona el día y noche
• Movimiento de traslación de la tierra alrededor del sol (365 d y 5
h, 48’ 46”), a 108000 km/h. Ocasiona las estaciones.

DETERMINISMO ASTRONÓMICO DEL CLIMA
INCLINACIÓN, ROTACIÓN Y TRASLACIÓN
• Determinan cantidad de radiación que llega a diferentes
latitudes, en diferentes días del año y duración del fotoperiodo.
• Condicionan la temperatura local y variaciones estacionales y
anuales (distribución de las plantas).
• Determinan sistemas de presión, vientos, lluvia y corrientes
marinas.

Efecto de la inclinación
del eje terrestre sobre la
intensidad de radiación
Inclinación del
eje de la tierra

Cos 01°=0.9998 = Sen 89°
Cos 20°=0.9397 = Sen 70°
Cos 40°=0.7660 = Sen 50°
Cos 60°=0.5000 = Sen 30°
Cos 80°=0.1736 = Sen 10°
Cos 89°=0.0174 = Sen 10°
Rp
IR= Rp cos
Dirección de la radiación
IR= Rp sen ß
Ilustración del efecto de la inclinación de los rayos solares
sobre la intensidad de radiación

Radiación solar recibida al tope de la atmósfera (langleys) en función de
la latitud del lugar y la época del año.

Solsticio de
invierno en el
Hemisferio Norte
Equinoccio

Equinoccio
, Solsticio
Equinoccio
Solsticio

Circulación general de la atmósfera

Círculo polar ártico
Trópico de cáncer
Ecuador
Trópico de capricornio
Cículo polar antártico
Principales zonas climáticas de la tierra

Principales celdas de circulación del aire

Brisa de valle y de montaña
Brisa marina y terrestre

BALANCE DE RADIACIÓN, BALANCE DE ENERGÍA Y
EVAPOTRANSPIRACIÓN

BALANCE DE RADIACIÓN
Rn= Rg-Rr+Ra-Rt
Figura 1. Intercambios de radiación entre el sol, la atmósfera y la superficie. Rg:
radiación solar; Rr: radiación reflejada; Ra: radiación atmosférica; Rt: radiación de
la superficie.

BALANCE DE RADIACIÓN
Balance diurno (W/m 2 ) Balance nocturno (W/m 2 )
0 < Rn < 650 150 < Rn < 0
Rg – Rr + Ra – Rt = Rn Ra – Rt = Rn
800-160+350-450= 450 300 – 400= -100
Figura 2. Balance de radiación comparado entre el periodo diurno y nocturno

BALANCE DE ENERGÍA
Rn + H + LE + G + M + J = 0
Rn + H + LE + G = 0
Rn = H + LE + G
Rn = H + LE
LE= (ρC p /γ)[e*(Ts)-e a ] / Ra
H= ρC p (Ts-Ta) / Ra

BALANCE DE ENERGÍA
Figura 6. Evolución del flujo de calor sensible, del flujo de calor latente y de la
radiación neta en un cultivo de avena durante la floración y la maduración (Perrier,
1987).