MODULO 2: Flujos Radiativos

 

Guía completa bajar aquí

 

Tipo: C
Duración Experiencia Práctica: 1*2H

 


1 Antecedentes teóricos

  • 1.1 Componentes del balance de energía superficial
  • 1.2 Flujos radiativos
  • 1.3 Estimación de los flujos radiativos
  • 1.4 Instrumentos para medir radiación solar e infraroja
2 Guía de trabajo
  • 2.1 Objetivos
  • 2.2 Materiales
  • 2.3 Trabajo práctico

    1 Antecedentes teóricos
        Bajar pdf


    2 Guía de trabajo

 

2.1 Objetivos

 

El objetivo de esta experiencia es medir los flujos radiativos, conocer sus magnitudes y distribuciones diarias y comparar las mediciones con las estimaciones. Para ésto se trabajará con datos de temperatura, humedad relativa, radiación neta, radiación de onda corta y radiación de onda larga, medidos en la estación EFR durante esta experiencia y algunos días previos a ésta.

 

El resumen de las ecuaciones empíricas que se utilizará para comparar con los registros se presenta en la Tabla 1.

 

Tabla 1: Ecuaciones para estimar la radiación de onda corta y larga.

 

 

Tabla 2: Albedo superficial y emisividad superficial para distintas superficies.

 

Tipo de suelo

Albedo (α)

Emisividad (ЄIR)

Tierra/cemento

0,05-0,40

0,90-0,98

Desierto

0,20-0,45

0,84-0,91

Cesped

0,16-0,26

0,90-0,95

Suelo agrícola

0,15-0,25

0,90-0,99

Bosque

0,15-0,20

0,97-0,98

Agua

0,03-0,10

0,92-0,97

Nieve

0,40-0,95

0,82-0,99

Hielo

0,20-0,45

0,92-0,97

 

 

2.2  Materiales

 

En esta experiencia se utilizará la estación meteorológica automática de flujos radiativos del laboratorio de meteorología del DGF (EFR, Figura 1).

 

Figura 1: Estación flujos radiativos (EFR).

 

Esta estación muestrea cada 30 segundos y los datos son almacenados como promedios cada 5 minutos. El almacenamiento y procesamiento inicial de los datos es a través de un Data-logger CR10X-2M, Campbell Sci. La alimentación eléctrica es a través de un panel solar. En la Tabla 3 se presentan los detalles de la instrumentación utilizada.

 

Tabla 3:  Instrumentación estación de flujos radiativos (EFR).

 

Variable

Instrumento

Modelo/Marca

Radiación solar (RS↓y RS) [W/m2]

2 Piranómetros

SP-Lite/Kipp & Zonnen

Temperatura (Ta) [║C]

Termocupla de estado sólido

TC-107/Campbell Sci.

Temperatura a distancia (T0) [║C]

Termómetro IR

& IRTS-P/Campbell Sci.

Radiación neta (RN) [W/m2]

Radiómetro neto

SP-Lite/Kipp & Zonnen

Flujo de calor al submedio (G) [W/m2]

Plato de flujo de calor 

HFTP3/REBS

 

En la Figura 2 se muestra un ejemplo de los datos de salida de la EFR.

 

Figura 2: Ejemplo de de los datos de salida de la EFR.

 

Además, durante la experiencia en terreno el alumno debe llevar una calculadora científica.

 

 

2.3 Trabajo práctico

 

Durante los días previos a la experiencia en terreno, la EFR estará ubicada en la terraza del DGF con una buena exposición a la radiación solar. Durante la experiencia práctica la EFR será trasladada a dos lugares de la Facultad, diferenciados por el tipo de suelo, midiéndose las distintas variables por un intervalo de alrededor de 30 minutos. Las actividades que Ud. realizará para este módulo son:

 

Durante la experiencia

 

  1. Realice la observación de cobertura nubosa, tipo de suelo, hora local y registre uno de los promedios de 5 minutos de las variables medidas por la estación en cada superficie. Para ésto emplee el Display-Kit provisto por el ayudante.
  2. Complete la planilla con los datos observados. Note que ROL* no es medido, pero puede obtenerse directamente de las otras observaciones como: ROL* =RN-(RS↓ -RS).
  3. Realice los cálculos necesarios para las estimaciones de RS↓, RS, ROL↓, ROL, ROL* y RN. Considere las distintas alternativas propuestas en la Tabla 1.
  4. Cuantifique las diferencias de RS↓, RS, ROL↓, ROL, ROL* y RN. (valores medidos) al trasladar la estación de un lugar a otro. Comente sobre los factores que pueden explicar estas diferencias.

 

Después de la experiencia

 

  1. En caso necesario, complete (y verifique) las estimaciones de los flujos radiativos.
  2. Compare los flujos medidos y estimados. Comente la exactitud de estos últimos y sus requisitos de información.
  3. Obtenga los flujos, temperatura media y humedad relativa media de la EFR para un día previo a la experiencia (bajar aquí, los flujos fueron integrados desde la salida hasta la puesta del sol, empleando los registros cada 5 min).
  4. Usando las observaciones anteriores, calcule las estimaciones de los flujos y compárelos con los valores observados. ┐Mejora la exactitud de las estimaciones a nivel de promedio diario? (notar que la radiación solar media se obtiene de la insolación diaria, y la radiación de onda larga no varía significativamente durante el día).