Radiació Solar, Clima i Energies Renovables: Guia Completa

Radiació Solar: Conceptes i Balanç Energètic

Què és la Radiació Solar?

La radiació solar consisteix en ones electromagnètiques que arriben a la Terra. Les més energètiques (i potencialment més perilloses) són aquelles amb menor longitud d'ona, com els raigs gamma i els raigs X.

La Constant de Radiació Solar

La constant de radiació solar és la quantitat de radiació solar que arriba als nivells alts de l'atmosfera terrestre.

Balanç de la Radiació Solar a la Terra

Si la quantitat de radiació solar que entra a la Terra (el 100%) és igual a la que en surt, la temperatura mitjana del planeta es manté constant. En cas contrari, la temperatura augmentarà o disminuirà.

Factors Clau de la Radiació Solar Terrestre

Diversos factors influeixen en la quantitat de radiació solar que arriba a la superfície terrestre:

• La distància del Sol a la Terra: La Terra gira al voltant del Sol en una òrbita el·líptica, per tant, al llarg de l'any, la distància Sol-Terra varia.
• La latitud: L'angle d'incidència de la radiació solar en un indret determinat depèn de la distància a l'Equador (latitud 0º).
• La durada del dia: La inclinació de l'eix de la Terra fa que la durada del dia i de la nit canviï al llarg de l'any, donant lloc a les estacions.
• L'activitat solar: La quantitat d'energia que rebem del Sol no és sempre la mateixa, ja que l'activitat solar fluctua.
• La transparència de l'atmosfera: Depèn de la presència de núvols, pols, gasos contaminants, etc., en suspensió a l'atmosfera, que poden impedir l'entrada de la radiació solar.

Circulació General Atmosfèrica i Clima

La Força de Coriolis i els Fenòmens Atmosfèrics

La circulació general atmosfèrica es produeix perquè la Terra gira sobre si mateixa, generant una força anomenada força de Coriolis, que és màxima a l'Equador.

Depressions, Anticiclons i Precipitacions

Les zones de depressions o borrasques solen tenir abundants precipitacions, com s'observa a l'Equador i als 60º de latitud. Per contra, les zones amb anticiclons presenten menys precipitacions, com és el cas dels tròpics o els pols.

Influència de la Proximitat al Mar

La proximitat d'una zona al mar fa que, a igualtat de latitud, les precipitacions siguin més abundants. Això es deu al fet que és una àrea on s'evapora més aigua i, per tant, es formen més núvols.

Condensació i Precipitació: El Cicle de l'Aigua

La condensació és el procés de canvi d'estat del vapor d'aigua a aigua líquida, un pas fonamental en el cicle de l'aigua que precedeix la precipitació.

Aprofitament de l'Energia Solar

Energia Solar Fotovoltaica: Transformant la Llum en Electricitat

L'energia solar fotovoltaica transforma l'energia del Sol en energia elèctrica. Per a això, s'utilitzen les cèl·lules fotovoltaiques, formades per metalls que emeten electrons quan la llum solar hi incideix (fenomen conegut com a efecte fotoelèctric), permetent així obtenir electricitat.

Avantatges de l'Energia Fotovoltaica

• És una font d'energia renovable.
• No contamina el medi ambient.
• Evita la dependència energètica d'altres països.
• Pot proporcionar electricitat en llocs apartats de la xarxa elèctrica.

Inconvenients de l'Energia Fotovoltaica

• És irregular: a l'hivern i en dies ennuvolats, cal complementar-la amb altres fonts d'energia.
• És cara, especialment la instal·lació de les cèl·lules fotovoltaiques.
• La tecnologia encara està en desenvolupament.
• Pot generar un cert impacte visual.

Arquitectura Bioclimàtica: Disseny Sostenible i Eficient

L'arquitectura bioclimàtica es basa en el concepte d'aprofitament de l'energia solar de manera passiva, millorant el disseny dels edificis. Aquesta disciplina aprofita les condicions geogràfiques i climàtiques per racionalitzar les despeses globals d'energia.

Principis de l'Arquitectura Bioclimàtica

• L'orientació de l'edifici.
• La forma i la situació de l'edifici.
• La distribució i l'orientació de les obertures, així com el grau d'aïllament dels diferents murs.
• L'afavoriment de la il·luminació natural.
• La capacitat i la inèrcia tèrmica dels materials amb què es construeix.

Masses d'Aire i Fronts Atmosfèrics

Definició de Massa d'Aire

Una massa d'aire és un cos d'aire amb una temperatura i humitat determinades. Es considera freda quan la seva temperatura és inferior a la de la superfície sobre la qual es troba, i calenta quan la seva temperatura és superior.

La zona de contacte entre dues masses d'aire s'anomena front. A diferència de l'aigua, les masses d'aire de diferent temperatura i humitat no solen barrejar-se fàcilment.

Tipus de Fronts Atmosfèrics i els seus Efectes

• Front Fred: El pas d'un front fred provoca la formació de núvols de desenvolupament vertical (cumulonimbus) que produeixen pluges intenses, com xàfecs i tempestes.
• Front Càlid: El pas d'un front càlid provoca la formació de núvols horitzontals (núvols estratificats) que produeixen plugims o pluja lleugera.
• Front Oclús: Es produeix quan un front fred atrapa un front càlid, aixecant la massa d'aire càlida del terra.