Atenuación de la radiación en la atmósfera
La radiación solar es la radiación electromagnética del sol, de la cual, el 97% pertenece a la región del espectro comprendida entre 300 y 4000 nm, conocida como radiación de longitud de onda corta. La radiación solar sufre atenuación por varios componentes atmosféricos como moléculas de aire, aerosoles, gases, gotas de nube y cristales de hielo. Las moléculas de aire dispersan la radiación (dispersión Rayleigh), mientras que los aerosoles no sólo dispersan, sino que también absorben la radiación solar que atraviesa la atmósfera. La cantidad de radiación dispersada y absorbida depende de la composición química de las partículas y de la humedad del entorno. El vapor de agua, el ozono, el dióxido de carbono y el oxígeno son los principales gases absorbentes del espectro de radiación solar. El ozono absorbe principalmente la radiación solar correspondiente a la región del espectro solar ultravioleta y visible, mientras que las bandas de absorción del vapor de agua y del dióxido de carbono se encuentran desde el infrarrojo cercano hasta la zona del espectro del rojo. Además, el oxígeno absorbe en una pequeña banda de la zona del visible. La influencia de estos agentes atmosféricos puede observarse en la distribución espectral de la radiación solar directa y difusa que se muestra en la siguiente figura.
La figura muestra el modelo espectral de radiación solar directa y difusa para una altitud solar de 60° con cielo despejado, suponiendo una masa de ozono de 0.3 cm, una cantidad de agua precipitable de 2.0 cm y un espesor óptico de 0.15 debido a los aerosoles.
La curva superior representa el espectro de la radiación que llega a la cima de la atmósfera. Le sigue la irradiancia espectral directa suponiendo que no existe atenuación por parte de moléculas, gases y aerosoles. Los picos hacia abajo en el espectro de irradiancia directa estan causados principalmente por la absorción del vapor de agua y del dióxido de carbono. La absorción de radiación por parte del vapor de agua barre todo el espectro a partir de unos 690 nm. Las bandas de absorción del dióxido de carbono están también presentes desde unos 1500 nm. La distribución de la irradiancia espectral difusa se representa en la siguiente curva.
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