¿La temperatura del aire al sol es la misma que a la sombra?

Benito Fuentes, Delegación Territorial de Aemet en Valencia (@metbeni).

De todos es sabido que al sol hace más calor que a la sombra (o a la sombra más frío que al sol). Nuestro cuerpo experimenta claramente esa diferencia y además hay medios de comunicación que siguen hablando de “temperatura a la sombra”.Aunque parezca contrario a nuestra intuición, la temperatura del aire al sol y a la sombra es la misma.

Para que lo entiendas vamos a explicar con detalle la gráfica siguiente.

Fig 1 Espectros.png

Figura 1: radiación transmitida por la atmósfera (Fuente: Wikimedia Commons).

La curva roja superior con forma de montaña representa la cantidad de energía que nos llega del sol según sus diferentes frecuencias. Cuanto más alta está la curva mayor es la cantidad de energía que nos llega de esa frecuencia. El valor máximo de la curva (la cima de la montaña) corresponde a la radiación visible, es decir, rayos solares de una frecuencia que nuestros ojos pueden detectar. La gráfica gris que hay justo debajo es el porcentaje de esa energía que el aire es capaz de absorber y dispersar. Si te fijas, hay un predominio casi absoluto del blanco y eso significa que la mayoría de la energía solar no es absorbida por el aire. Solamente hay absorción de rayos ultravioleta (UV) en la zona alta de la atmósfera y en algunas bandas del infrarrojo (Infrared) pero la cantidad de energía en ambos casos es muy pequeña porque la curva roja tiene poca altura

En otras palabras, el aire es transparente a los rayos solares visibles y no se calienta debido a su acción.

Entonces, ¿por qué la temperatura sube de día y baja de noche?

El aire es transparente a los rayos del sol pero la superficie terrestre no. El suelo absorbe la energía de estos rayos, se calienta y devuelve la energía al exterior. Las curvas azules representan la energía que la superficie emite y que previamente había absorbido: están en la parte infrarroja. Si te fijas en la gráfica que hay justo debajo de ellas, predomina el área gris y hay muy poco blanco, al contrario que sucede con la gráfica roja. Esto significa que el aire sí es capaz de absorber la radiación infrarroja emitida por el suelo y calentarse.

En otras palabras, lo que calienta el aire es el suelo y no el sol: los rayos solares calientan la superficie y, posteriormente, la superficie calienta el aire. Y por eso de noche sucede lo contrario: no hay rayos solares, la superficie se enfría y a su vez enfría el aire. Esta es la razón por la que el aire es más frío a mayor altitud: está más lejos del foco emisor de energía infrarroja.

Este fenómeno se nota mucho en verano pero también en invierno: en las noches de fuertes heladas puede apreciarse que los coches situados en un descampado tienen una gruesa capa de escarcha pero los que están situados cerca de una pared o bajo un techo metálico no tienen escarcha o es menor. La pared y el techo emiten radiación infrarroja y “calientan” un poco el coche haciendo que su enfriamiento sea menor que al aire libre.

Entonces, ¿por qué un termómetro al sol mide más que a la sombra?

Porque el termómetro (al igual que el suelo y que tu cuerpo) tampoco es transparente a los rayos solares y sí puede calentarse gracias a ellos.

Imagina que colocas un termómetro en la arena o junto a una chapa metálica en pleno verano: puede alcanzar valores superiores a 70 u 80⁰C pero ¿a que no se te ocurre decir que la temperatura del aire es de 70 u 80⁰C? En ese caso el termómetro estaría marcando la temperatura de la arena o la chapa pero no la del aire.

Para medir la temperatura del aire tengo que eliminar cualquier influencia externa que perturbe la medida; el termómetro tiene que estar solamente en contacto con el aire y con nada más: ni chapas, ni arena, ni rayos solares, ni lluvia, ni recubrimientos, etc.

Figura 2: garita meteorológica (derecha) y termómetros en su interior (izquierda).

Esto es lo que llamamos ”abrigo meteorológico”: colocamos el termómetro a un metro y medio de altura en una garita blanca, de madera, orientada al norte y con doble rendija para que esté en contacto con el aire pero no con el sol. Tiene la ventaja añadida de que podemos comparar temperaturas de diferentes lugares si todas ellas han seguido este protocolo.

Los termómetros de la calle, del coche o de la azotea de mi casa no miden la temperatura real del aire porque están influenciados por factores externos, no cumplen el requisito del abrigo meteorológico y tampoco siguen los protocolos de calibración y mantenimiento que aplican los servicios meteorológicos de cada país. Es mejor no fiarse.

En resumen, el aire es transparente a los rayos solares pero absorbe la radiación infrarroja que se emite desde el suelo. Este hecho tiene una trascendencia enorme porque es el mecanismo que pone en marcha el efecto invernadero. Gracias a él es posible la vida en nuestro planeta.

 

 

Acerca de aemetblog

La Agencia Estatal de Meteorología sucedió ya en 2008 a la entonces Dirección General del Instituto Nacional de Meteorología, con más de 150 años de historia. Actualmente está adscrita, según el artículo 4.4 del Real Decreto 864/2018, de 13 de julio, por el que se desarrolla la estructura orgánica básica del Ministerio para la Transición Ecológica, a ese departamento ministerial a través de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente. El objeto de AEMET, según el artículo 1.3 del Real Decreto 186/2008, de 8 de febrero por el que se aprueba su Estatuto, es el desarrollo, implantación, y prestación de los servicios meteorológicos de competencia del Estado y el apoyo al ejercicio de otras políticas públicas y actividades privadas, contribuyendo a la seguridad de personas y bienes, y al bienestar y desarrollo sostenible de la sociedad española". Como Servicio Meteorológico Nacional y Autoridad Meteorológica del Estado, el objetivo básico de AEMET es contribuir a la protección de vidas y bienes a través de la adecuada predicción y vigilancia de fenómenos meteorológicos adversos y como soporte a las actividades sociales y económicas en España mediante la prestación de servicios meteorológicos de calidad. Se responsabiliza de la planificación, dirección, desarrollo y coordinación de actividades meteorológicas de cualquier naturaleza en el ámbito estatal, así como la representación de éste en organismos y ámbitos internacionales relacionados con la Meteorología.
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