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Radiazione solare

La radiazione solare è l'energia radiante emessa dal Sole a partire dalle reazioni termonucleari di fusione che avvengono nel nucleo solare e producono radiazioni elettromagnetiche.

Ogni forma di vita sulla terra viene mantenuta dal flusso energetico solare che penetra nella biosfera; l'energia utilizzata per la formazione ed il mantenimento della biomassa è l'1% della radiazione totale in arrivo. La radiazione ha un'influenza diretta sulla temperatura dell'aria e del terreno e sul processo di evapotraspirazione, ed indiretta sul valore dell'umidità atmosferica, sul movimento delle masse d'aria e sulle precipitazioni. La banda di radiazioni fotosinteticamente attive (PAR) va dai 400 ai 700 nm, corrisponde alla radiazione visibile ed è pari al 41% della radiazione totale. All'interno del PAR esistono sottobande con radiazioni:

blu-violette, (400-490 nm), assorbite dai pigmenti, con azione sulla fioritura, sintesi proteica, effetti fototropici, medio effetto sulla fotosintesi;
verdi (490-560 nm), le meno attive fotosinteticamente;
gialle (560-590 nm);
rosso-arancio (590-700 nm), molto attive per la fotosintesi. La colorazione delle piante è tale proprio in virtù del fatto che il verde è colore complementare al rosso, e quindi è in grado di catturare queste bande dello spettro elettromagnetico.


La Terra riceve dal Sole 1366 W/m2 (costante solare). Questa è riferita al piano, occorre quindi considerare che sulla terra colpisce una calotta sferica per 1440 minuti, riducendosi del 75%. L'atmosfera filtra in una certa misura i raggi solari come ogni corpo provocando:

una riflessione dei raggi dovuta all'albedo
un assorbimento che ne provoca un aumento di temperatura, a seguito del quale riemette radiazioni in accordo con la legge di Wien

Circa metà della radiazione attraversa invece l'atmosfera senza modificazioni, e prende il nome di radiazione netta. Metà della radiazione netta contribuisce infine all'evaporazione delle masse d'acqua, di conseguenza l'energia disponibile è circa un quarto di quella complessivamente emessa.

La stratosfera assorbe i raggi ultravioletti grazie all'ozono (O3; assorbe 200-300 nm), la troposfera riflette, assorbe e diffonde l'infrarosso grazie al vapore acqueo e alla CO2. L'azione di filtro delle bande alle lunghezze d'onda dell'ultravioletto, per la maggior parte letali, è essenziale per lo sviluppo della vita.

Albedo
È il coefficiente di riflessione c. I valori di c sono di solito compresi tra 0 e 1 oppure sono espressi in percentuale. È data dal rapporto tra l'energia radiante riflessa da una superficie rispetto l'energia incidente. La Terra ha un valore medio del 40% (c = 0,4) Alla quota di albedo terrestre si aggiungono le radiazioni riflesse dalle particelle atmosferiche verso lo spazio.

Radiazione diffusa
Detta anche indiretta, rappresenta quella quota che ha colpito almeno una particella cambiando angolo di incidenza e che arriva comunque al suolo. Aumenta relativamente alla totale in cieli nuvolosi.

Radiazione assorbita
È quella radiazione che ha incontrato un ostacolo qualsiasi al quale ha ceduto tutta o una parte della propria energia. L'Energia che non arriva alla superficie della terra si dice estinta ed è formata dalla radiazione assorbita, la radiazione riflessa e la radiazione diffusa nello spazio.

Secondo la legge di Lambert la quantità di radiazioni che colpisce l'unità di superficie è proporzionale al seno dell'angolo incidente:

$I' = I \times\mbox{sen}\alpha$

Si ha la massima quantità con incidenza perpendicolare, al diminuire dell'angolo aumenta sia la superficie colpita dalla stessa quantità di radiazioni che lo spessore dell'atmosfera attraversato da questi. Ciò crea le variazioni d'irraggiamento giornaliere, annuali e latitudinali.

http://it.wikipedia.org/wiki/Radiazione_solare

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