Enfriamiento radiativo
El enfriamiento radiativo [1] es el proceso por el cual un cuerpo pierde calor por radiación térmica . Como describe la ley de Planck , todo cuerpo físico emite radiación electromagnética de forma espontánea y continua .
La radiación infrarroja puede atravesar aire seco y claro en un rango de longitud de onda de 8 a 13 µm. Los materiales que pueden absorber energía e irradiarla en esas longitudes de onda exhiben un fuerte efecto de enfriamiento. Los materiales que también pueden reflejar el 95% o más de la luz solar en el rango de 200 nanómetros a 2.5 µm pueden exhibir enfriamiento incluso bajo la luz solar directa. [2]
El sistema Tierra-atmósfera utiliza enfriamiento radiativo para emitir radiación de onda larga ( infrarroja ) para equilibrar la absorción de energía de onda corta (luz visible) del sol.
El transporte convectivo de calor y el transporte evaporativo de calor latente son importantes para eliminar el calor de la superficie y distribuirlo en la atmósfera. El transporte radiativo puro es más importante en las zonas más altas de la atmósfera. Las variaciones diurnas y geográficas complican aún más el panorama.
La circulación a gran escala de la atmósfera de la Tierra está impulsada por la diferencia en la radiación solar absorbida por metro cuadrado, ya que el sol calienta más la Tierra en los Trópicos , principalmente debido a factores geométricos. La circulación atmosférica y oceánica redistribuye parte de esta energía como calor sensible y calor latente en parte a través del flujo medio y en parte a través de remolinos, conocidos como ciclones en la atmósfera. Así, los trópicos irradian menos al espacio de lo que lo harían si no hubiera circulación, y los polos irradian más; sin embargo, en términos absolutos, los trópicos irradian más energía al espacio.
El enfriamiento radiativo se experimenta comúnmente en noches despejadas, cuando el calor se irradia al espacio desde la superficie de la Tierra o desde la piel de un observador humano. El efecto es bien conocido entre los astrónomos aficionados . El efecto se puede experimentar comparando la temperatura de la piel al mirar hacia arriba en un cielo nocturno sin nubes durante varios segundos, con la que se observa después de colocar una hoja de papel entre la cara y el cielo. Dado que el espacio exterior irradia aproximadamente a una temperatura de 3 kelvin (−270 grados Celsius o −450 grados Fahrenheit ), y la hoja de papel irradia aproximadamente 300 kelvins (temperatura ambiente), la hoja de papel irradia más calor.a la cara que el cosmos oscurecido. El efecto se ve mitigado por la atmósfera circundante de la Tierra y, en particular, por el vapor de agua que contiene, por lo que la temperatura aparente del cielo es mucho más cálida que la del espacio exterior. La sábana no bloquea el frío; en cambio, la sábana refleja el calor hacia la cara e irradia el calor de la cara que acaba de absorber.
