¿Por qué las capas son negras, sin ε?

Para que las fórmulas queden cerradas. La capa gris con emisividad ε está en el modelo climático de una capa (sección de astronomía).

¿Por qué dos capas calientan más que una con el mismo α?

Cada capa absorbe y reemite el flujo de onda larga hacia arriba y hacia abajo. Para que el mismo flujo salga al espacio, la superficie tiene que estar más caliente. La temperatura efectiva, con α fijo, no cambia.

¿Qué hace el albedo?

α es la fracción del flujo solar que se refleja. Más α, menos potencia absorbida (1−α)S/4, y bajan tanto T_eff como las dos temperaturas de superficie.

Efecto invernadero: una y dos capas

Comparación de la temperatura de superficie con una capa infrarroja y con dos capas acopladas; albedo planetario α con el mismo flujo solar.

S₀ = (1−α)S/4; véase también el modelo gris de una capa en Astronomía.

Gráficas

Sobre el modelo

Efecto invernadero: la atmósfera deja pasar la radiación de onda corta del Sol y retiene la de onda larga de la superficie, de modo que la temperatura de superficie queda por encima de la efectiva. La temperatura efectiva sale del balance σT_eff⁴ = (1−α)S/4. Capas negras isotermas didácticas en equilibrio radiativo: una da σT_s⁴ = 2(1−α)S/4; dos, σT_s⁴ = 4(1−α)S/4 con el mismo albedo (el esquema de esta página). Se comparan las T_sup de una y de dos capas; la gráfica es la diferencia frente a α. No se introduce la emisividad ε: las fórmulas son cerradas; la capa gris con ε está en el modelo climático de una capa.

Para quién: Clima introductorio y planetología: efecto invernadero, número de capas, albedo.

Conceptos clave

efecto invernadero
temperatura efectiva
albedo
equilibrio radiativo
ley de Stefan–Boltzmann
capas atmosféricas

Cómo funciona

Balance σT_eff⁴ = (1−α)S/4. Capas negras isotermas: una da σT_s⁴ = 2S₀; dos, σT_s⁴ = 4S₀, con S₀ = (1−α)S/4. En pantalla, T_sup de una y de dos capas y la diferencia frente al albedo. Escalera didáctica, no el perfil vertical de la Tierra.

Preguntas frecuentes

¿Por qué las capas son negras, sin ε?: Para que las fórmulas queden cerradas. La capa gris con emisividad ε está en el modelo climático de una capa (sección de astronomía).
¿Por qué dos capas calientan más que una con el mismo α?: Cada capa absorbe y reemite el flujo de onda larga hacia arriba y hacia abajo. Para que el mismo flujo salga al espacio, la superficie tiene que estar más caliente. La temperatura efectiva, con α fijo, no cambia.
¿Qué hace el albedo?: α es la fracción del flujo solar que se refleja. Más α, menos potencia absorbida (1−α)S/4, y bajan tanto T_eff como las dos temperaturas de superficie.

Temas afines cerca (también de otras áreas) — o todos los 50 de «Biofísica, fluidos y geociencias».

Toda la categoría →

NuevoEscuela

Modelo climático de una capa

Abrir el simulador

Constante solar S, albedo α y emisividad ε: temperatura efectiva y temperatura de superficie a partir del balance de una capa gris.

NuevoEscuela

Isla de calor urbana

Abrir el simulador

Dos superficies de dimensión cero: albedo, capacidad térmica, calor antropogénico, enfriamiento radiativo y turbulento; ΔT ciudad−rural y retraso diurno.

NuevoEscuela

Balance energético y albedo del hielo

Abrir el simulador

Modelo de Budyko (1−α)S/4 = εσT⁴: albedo de hielo y de superficie despejada, histéresis de congelación y fusión al barrer S; si se desea, α(T) suave.

NuevoEscuela

Curva de disociación de la oxihemoglobina

Abrir el simulador

Saturación de Hb según la ecuación de Hill frente a pO₂, con desplazamientos del P50 efectivo por pH, CO₂ y temperatura; puntos arterial y venoso, efecto Bohr y contenido de O₂.

NuevoEscuela

Neuronas acopladas de FitzHugh-Nagumo

Abrir el simulador

Dos elementos excitables de FitzHugh-Nagumo con acoplamiento difusivo: retratos de fase, trazas de voltaje y sincronización según la fuerza del acoplamiento.

NuevoUniversidad / investigación

Convección del manto (celda didáctica)

Abrir el simulador

Esquema de la convección del manto a número de Prandtl grande: la intensidad la da el número de Rayleigh, capas límite térmicas, ascenso caliente y placa fría.

Efecto invernadero: una y dos capas

Gráficas

Sobre el modelo

Cómo funciona

Preguntas frecuentes

Simuladores afines

Modelo climático de una capa

Isla de calor urbana

Balance energético y albedo del hielo

Curva de disociación de la oxihemoglobina

Neuronas acopladas de FitzHugh-Nagumo

Convección del manto (celda didáctica)

Efecto invernadero: una y dos capas

Gráficas

Sobre el modelo

Cómo funciona

Preguntas frecuentes