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El agotamiento por calor grave puede causar insolación, una afección también llamada insolación.
La insolación tiene otro significado. ¿Qué crees que puede ser? (Pista: céntrate en las dos primeras sílabas).
Así es, se refiere a la entrada del sol, es decir, a la radiación solar.
Insolación solar: Definición
Empecemos por la definición de insolación.
Lainsolación es la cantidad de radiación solar que recibe un planeta (es decir, excluyendo la energía absorbida o reflejada por la atmósfera).
Las unidades de medida de la insolación solar son kWh/m2/día (kilovatios-hora por metro cuadrado y día).
La insolación está regulada por la distancia de un planeta al Sol.
¿Por qué es importante la insolación?
La insolación solar permite la vida en la Tierra. Sin la radiación solar entrante, haría demasiado frío para que los organismos sobrevivieran.
Es importante que los científicos conozcan los datos de la insolación. El conocimiento de la insolación ayuda a los meteorólogos a comprender las pautas meteorológicas y climáticas. A su vez, esto ayuda a los botánicos a comprender los patrones de crecimiento de las plantas en todo el mundo. Los agricultores utilizan esta información para maximizar el rendimiento de sus cosechas y proporcionar alimentos suficientes a la población.
La Tierra en su conjunto mantiene su temperatura: no acumula ni pierde calor. Pero la Tierra sólo puede mantener su temperatura si la cantidad de calor recibida por insolación = la cantidad de calor perdida por radiación terrestre. Este equilibrio entre insolación y radiación terrestre se denomina balance térmico.
Insolación vs Irradiancia
A menudo se confunden los términos insolación e irradiancia. Aclaremos las diferencias entre ambos.
La irradiancia es una medida de la potencia solar. La potencia se refiere a la tasa de transferencia de energía en el tiempo, es decir, la cantidad de energía solar que llega a una zona en un momento dado. Se mide en vatios/m2.
En cambio, la insolación es una medida de la energía solar. El valor de irradiancia se convierte para expresar la cantidad total de energía recibida en un intervalo de tiempo, por lo que se comunica mediante vatios-hora. Como hemos aprendido antes, su unidad de medida es kWh/m2/día.
La insolación se calcula utilizando mediciones de la irradiancia.
Fig. 1 - La insolación está representada por la zona azul bajo la curva.
La irradiancia se mide con un aparato llamado piranómetro. Hay dos tipos de piranómetros: los termófilos y las células de referencia.
Lostermófilos miden la diferencia de temperatura entre sus superficies expuestas y sus superficies sombreadas. Las células de referencia son células solares de silicio que miden la fotocorriente de la luz solar.
Insolación y temperatura
La temperatura de la superficie de la Tierra está directamente relacionada con la insolación solar.
Factores que afectan a la insolación
La insolación solar no es uniforme en todo el planeta. ¿Qué factores afectan a la insolación y, por tanto, a la temperatura de la superficie?
Constante solar
La insolación recibida en la parte superior de la atmósfera se conoce como constante solar. En la termopausa (entre la termosfera y la exosfera), la constante solar media es de 1370vatios/m2.
La constante solar varía ligeramente en función de las manchas solares.
Las manchassolares son regiones visibles más oscuras y frías de la superficie del Sol.
Las manchas solares están asociadas a una mayor liberación de energía solar.
El número de manchas solares varía según un ciclo de 11 años.
Ángulo de incidencia
Los rayos del Sol inciden en la superficie con ángulos diferentes, según la latitud. Cuanto mayor es la latitud, menor es el ángulo de incidencia, por lo que menos insolación solar llega a la superficie.
Ésta es una de las razones por las que el ecuador es más cálido que los polos.
Duración del día
La duración del día determina cuánta radiación solar puede llegar a la superficie de la Tierra. Cuanto más largo es el día, mayor es la insolación. En el ecuador, la duración del día se mantiene constante en 12 horas durante todo el año. Pero a medida que aumenta la latitud, la diferencia entre el día y la noche se hace más extrema.
Las regiones más septentrionales y meridionales de la Tierra experimentan dos fenómenos:
Lanoche polar se produce cuando la noche dura más de 24 horas
Eldía polar (también llamado sol de medianoche) se produce cuando el Sol permanece sobre el horizonte durante más de 24 horas
Fig. 2 - Tromsø, ciudad del norte de Noruega, experimenta la noche polar. El sol no sale entre el 27 de noviembre y el 15 de enero. Fuente: unsplash.com
Distancia al Sol
La Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica.
Laexcentricidad es la medida de cuánto se desvía la órbita de la Tierra de un círculo perfecto.
La excentricidad de la Tierra varía a lo largo de un ciclo de 100.000 años. Cuando la órbita de la Tierra es más circular, recibe un 23% más de radiación solar que cuando es más circular.
La Tierra está más alejada del Sol el 4 de julio. Esta posición se denomina afelio. En cambio, la Tierra está más cerca del Sol el 3 de enero. Esta posición se denomina perihelio.
Transparencia de la Atmósfera
La atmósfera de la Tierra no es transparente. Está compuesta de gases, vapor de agua y partículas.
Cuanto menos transparente es la atmósfera, menos insolación solar se recibe.
Las erupciones volcánicas liberan cenizas, polvo y gases de azufre a la atmósfera. Las altas concentraciones de partículas atmosféricas reflejan la radiación solar entrante, lo que provoca una reducción de la insolación.
Las grandes erupciones pueden provocar inviernos volcánicos; una reducción de las temperaturas globales causada por la disminución de la insolación.
Una erupción no identificada en el año 536 provocó un invierno volcánico de dieciocho meses, con un descenso de las temperaturas de 2,5ºC. Las cosechas fracasaron, provocando hambruna e inanición.
Insolación solar media por país
Generalmente, los países cercanos al ecuador tienen índices más altos de insolación solar debido a la limitada variación estacional. Sin embargo, la insolación solar también puede depender de la elevación, el clima y la nubosidad.
Fig. 3 - La irradiancia solar, y por tanto la insolación, es mayor en los países ecuatoriales y otros países cálidos. Fuente: SolarGIS
La zona con mayor irradiancia solar es el desierto de Atacama, en Chile, que alcanza los 310 vatios/m2. Por tanto, el Desierto de Atacama tendrá la mayor insolación solar.
Mapa de Insolación Solar del Reino Unido
Aunque la insolación solar es baja en el Reino Unido (con una media de 2-3 kWh/m2), varía geográficamente. Las zonas con mayor insolación solar se encuentran en el sur del país.
Fig. 4 - La costa sur del Reino Unido tiene la mayor insolación solar. Fuente: SolarGIS
Desviación estándar de la insolación: Ejemplo práctico
La principal desventaja de la energía solar es su falta de fiabilidad. Por eso, al construir un nuevo huerto solar, los gestores deben prestar atención a la variabilidad de los niveles de insolación.
Los gestores quieren construir un huerto solar donde la insolación sea menos variable. Utilizando los datos, podemos realizar una prueba de desviación típica para evaluar la variabilidad.
| Mes | Insolación media diaria (kWh/m2) | |
| Emplazamiento A | Emplazamiento B | |
| Enero | 1.4 | 1.8 |
| Febrero | 1.6 | 1.9 |
| Marzo | 1.7 | 2.0 |
| Abril | 2.4 | 2.1 |
| Mayo | 2.9 | 1.9 |
| Junio | 3.4 | 2.7 |
| Julio | 3.5 | 2.6 |
| Agosto | 2.6 | 2.6 |
| Septiembre | 2.6 | 2.5 |
| Octubre | 2.3 | 2.3 |
| Noviembre | 1.9 | 2.0 |
| Diciembre | 1.5 | 1.9 |
| Media | 2.32 | 2.19 |
Ladesviación típica mide la variabilidad de un conjunto de datos respecto a su media.
¿Cuál es la ecuación de la desviación típica?
\begin sqrt{\dfrac{\sum\left(x-\overline{x}\right)^{2}}{12-1}}=SD x̄: media del conjunto de datos
x: medida individual de los datos
Σ: suma de
n: tamaño de la muestra
√: raíz cuadrada
Ahora, introduzcamos los datos del lugar A en esta ecuación. La insolación media es de 2,32, y el tamaño de la muestra es de 12.
\sqrt{\dfrac{\sum\left(x-2.32\right)^{2}}{12-1}}=0.72 Por tanto, la desviación típica del Sitio A es de 0,72.
Ahora, hagamos lo mismo con el Sitio B. La insolación media es de 2,19, y el tamaño de la muestra es de 12.
\sqrt{\dfrac{\sum\left(x-2.19\right)^{2}}{12-1}}=0.33 Por tanto, la desviación típica del emplazamiento B es 0,33.
¿Qué emplazamiento es menos variable, por lo que será la futura ubicación del huerto solar?
Espero que este artículo te haya explicado la insolación. Recuerda que la insolación es la cantidad de radiación solar recibida (medida en kWh/m2/día). La temperatura de la superficie depende de la insolación. El ecuador tiene una insolación mayor que los polos, por lo que su temperatura superficial es más cálida.
Insolación - Puntos clave
- La insolación es la cantidad de radiación solar que recibe un planeta. Se mide en kWh/m2/día. La insolación está regulada por la distancia de un planeta al Sol.
- La irradiancia es una medida de la potencia solar, mientras que la insolación es una medida de la energía solar.
- La temperatura de la superficie de la Tierra está directamente relacionada con la insolación solar.
- La insolación se ve afectada por la constante solar, el ángulo de incidencia, la duración del día, la distancia al Sol y la transparencia de la atmósfera.
- Los países cercanos al ecuador tienen índices de insolación más elevados debido a la escasa variación estacional.
- La insolación es relativamente baja en el Reino Unido. Las regiones con menor variabilidad de insolación son las más adecuadas para las granjas de energía solar.
1. Alan Buis, Milankovitch (Orbital) Cycles and Their Role in Earth's Climate, Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, 2020
2. Fjord Tours, Temporada nocturna polar en Tromsø, 2020
3. John Kennewell, La constante solar, Oficina de Meteorología del Gobierno Australiano, 2022
4. Kristine De Abreu, Apocalipsis entonces: El Invierno Volcánico del 536 d.C., Explorers Web, 2022
5. Roberto Rondanelli, El máximo solar superficial de Atacama, Bulletin of the American Meteorological Society, 2015
6. Centro UCAR para la Educación Científica, El ciclo de las manchas solares, 2012
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