transferencia radiativa

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La transferencia radiativa es el fenómeno físico de la transferencia de energía en forma de radiación electromagnética. La propagación de la radiación a través de un medio se ve afectada por los procesos de absorción , emisión y dispersión . La ecuación de transferencia radiativa describe matemáticamente estas interacciones. Las ecuaciones de transferencia radiativa tienen aplicación en una amplia variedad de temas, como la óptica, la astrofísica, la ciencia atmosférica y la teledetección. Existen soluciones analíticas para la ecuación de transferencia radiativa (RTE) para casos simples, pero para medios más realistas, con efectos complejos de dispersión múltiple, se requieren métodos numéricos. El presente artículo se centra en gran medida en la condición de equilibrio radiativo. ^{[1] [2]}

La cantidad fundamental que describe un campo de radiación se denomina radiación espectral en términos radiométricos (en otros campos se suele denominar intensidad específica ). Para un elemento de área muy pequeña en el campo de radiación, puede pasar radiación electromagnética en ambos sentidos en todas las direcciones espaciales a través de él. En términos radiométricos, el pasaje se puede caracterizar completamente por la cantidad de energía radiada en cada uno de los dos sentidos en cada dirección espacial, por unidad de tiempo, por unidad de área de superficie del pasaje fuente, por unidad de ángulo sólido de recepción a distancia, por unidad de intervalo de longitud de onda considerado ( la polarización será ignorada por el momento).

En términos de la radiación espectral , la energía que fluye a través de un elemento de área ubicado en el tiempo en el ángulo sólido con respecto a la dirección en el intervalo de frecuencia es${\displaystyle yo_{\nu }}$${\displaystyle da\,}$${\ estilo de visualización \ mathbf {r}}$${\ estilo de visualización dt \,}$${\ Displaystyle d \ Omega}$${\displaystyle {\sombrero {\mathbf {n} }}}$${\ estilo de visualización \ nu \,}$${\ estilo de visualización \ nu + d \ nu \,}$

donde es el ángulo que forma el vector de dirección unitaria con una normal al elemento de área. Se ve que las unidades de la radiación espectral son energía/tiempo/área/ángulo sólido/frecuencia. En unidades MKS, sería W·m ⁻² ·sr ⁻¹ ·Hz ⁻¹ (vatios por metro cuadrado-estereorradián-hercio).${\ estilo de visualización \ theta}$${\displaystyle {\sombrero {\mathbf {n} }}}$

La ecuación de la transferencia radiativa simplemente dice que a medida que viaja un haz de radiación, pierde energía por absorción, gana energía por procesos de emisión y redistribuye energía por dispersión. La forma diferencial de la ecuación para la transferencia radiativa es:

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