E1 Balance Radiativo Superficial

Tópico

El balance radiativo superficial es el intercambio neto de energía, en forma de radiación electromagnética, entre la superficie terrestre y la atmósfera que tiene encima. La radiación solar de onda corta que llega hasta esa superficie, con longitudes de onda de entre tres décimas y cuatro micrómetros, se refleja parcialmente según el albedo propio de cada superficie, y el resto de esa radiación queda absorbido. La propia superficie, a su vez, emite radiación de onda larga que sigue la ley de Stefan-Boltzmann, creciendo con la cuarta potencia de su propia temperatura, mientras que la atmósfera le devuelve a esa misma superficie su propia contrarradiación de onda larga; la diferencia entre toda la radiación que entra y toda la que sale es, precisamente, la energía neta disponible que después se reparte entre el calor sensible, el calor latente y el flujo de calor hacia el suelo, tal como ya se describió al hablar de los flujos superficiales.

El albedo superficial es extremadamente variable según el tipo de superficie: la nieve recién caída refleja entre el ochenta y el noventa por ciento de la radiación solar que recibe, los bosques densos y el suelo desnudo oscuro reflejan apenas entre el diez y el quince por ciento, el suelo claro refleja entre el veinticinco y el treinta y cinco por ciento, los cultivos entre el veinte y el veinticinco por ciento, y el agua líquida apenas entre el seis y el diez por ciento.

Es precisamente esa enorme variabilidad de albedo entre superficies la que hace que el balance radiativo resulte extremadamente sensible a cualquier cambio en la cobertura del suelo: la deforestación de las regiones boreales, que sustituye un bosque oscuro por la nieve brillante que queda expuesta debajo, puede llegar a producir un enfriamiento regional neto, a pesar de que esa misma deforestación libera dióxido de carbono a la atmósfera.

El ciclo diurno de este balance radiativo es, además, el principal forzante del ciclo hidrológico que ocurre en la superficie: el balance neto pasa de ser negativo durante la noche, cuando la superficie solo pierde radiación de onda larga sin recibir ninguna ganancia solar que la compense, a ser fuertemente positivo al mediodía, alcanzando hasta ochocientos vatios por metro cuadrado en un día de verano tropical; es precisamente ese balance neto positivo el que impulsa, a la vez, el calentamiento de la superficie, la evapotranspiración y la convección atmosférica.

El comportamiento esperado de todo este sistema incluye una correlación positiva entre la energía neta disponible y la evapotranspiración, y una partición entre el calor sensible y el calor latente que, tal como ya se describió con la razón de Bowen, queda determinada por cuánta agua tiene disponible la superficie en cada momento. Así, desde el intercambio de radiación de onda corta y onda larga con el que arranca este documento hasta esa partición entre calor sensible y calor latente con la que termina, pasando por la enorme variabilidad del albedo y por el ciclo diurno que la acompaña, el balance radiativo superficial hace que la cantidad de energía disponible en la superficie de la Tierra, en cada instante y en cada lugar, termine determinando tanto el clima local como el propio ciclo del agua que ocurre sobre esa superficie.

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