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D O C U M E N TO S DE TRABAJO
de espesor, encontrar el descenso de temperatura del aire resultante
suponiendo que el enfriamiento se ha producido de forma uniforme a lo largo
de toda la capa de aire. Datos: Densidad del aire 1.2 kg/m3 ; Calor específico
del aire a presión constante 1004 J/kg-K.
Perdida de energía nocturna 50 W/m2 ; Q = 50 J/s ■m2 ■8h • 3600 s/h = 144 •
104J/m2.
Para calcular la masa de aire implicada debemos utilizar la ecuación del
equilibrio hidrostático para calcular el espesor.
AP
AP--g-p-Az; A z - ------------ - 2 .5 1 • 102 m ;
g - p
Volumen = Az • 1m2 = 2.51 • 102 m3 ; masa = 2.51 • 102 m3 ■1.2 kg/m3 = 302 kg
AQ = m - Cp ■AT = 302-1004 ■AT = 144 ■
104 J ; AT= 4.7 K
Ejercicio 3
En la misma situación de perdida de energía por radiación nocturna del
ejercicio anterior, recalcular el descenso de temperatura si la pérdida de
energía también es compartida por una capa de 20 cm de suelo además de los
30 mb de aire. (Parámetros suelo: Densidad 2000 kg/m3, capacidad específica
2000 J-kg'1-K'1), ¿Cómo cambiaría el valor calculado si el enfriamiento
produjera niebla?
Los 144 - 104 J se repartirán entre la radiación absorbida por el suelo Ms - Cs -
A T y la absorbida p o r la masa de aire. Supongamos una superficie de un metro
cuadrado.
144 ■ 104 = 1m2- 0.2 m - 2-103 kg/m3-2-103 J/kg- K • AT + 302 ■ 1004 ■A T = 1.1 •
106 A T ;
A T = 1.3 K
La niebla impediría que la radiación infrarroja se escape de las capas más
próximas al suelo, el descenso de temperatura sería aún menor.
2.4 Balance energético en el sistema Tierra-Atmósfera. Forzamiento
radiativo
La temperatura media de la Tierra varía de una forma muy suave con el tiempo
a lo largo del año, por lo que podemos considerar que casi toda la energía que
entra en el sistema Tierra-Atmósfera sale de la atmósfera al exterior. Para
analizar el papel térmico de la atmósfera terrestre vamos a estimar la
temperatura promedio en ausencia de una atmósfera de estas características
(sin gases de “efecto invernadero”).
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