Termodinámica y estabilidad · Última actualización: 2026-10-16

Radiación de onda larga: el termostato nocturno: ejercicios cortos para subir de nivel

Estos ocho ejercicios originales repasan onda larga desde emisión hasta presupuesto y lectura de perfiles. Cada problema tiene entradas propias y solución; no forman una noche integrada. Datos educativos prescritos, sin observaciones, campos procesados o previsiones. El valle mediterráneo del ejemplo es un escenario didáctico, con contexto físico documentado por Meteocat. Usamos σ≈5,67·10⁻⁸ W/(m²·K⁴), T absoluta y saldo positivo entrante. Reflexión bajo modelo gris opaco difuso con absorptividad térmica igual a ε compatible. Antes de mirar resultado, escribe magnitud buscada y unidad: obtener número correcto sin conservar qué representa puede llevar a una conclusión que el ejercicio no permite.

1. De piel en Celsius a emisión

Control propio: piel 9°C, ε efectiva térmica 0,96 compatible. Pregunta: ¿cuánto emite? T=282,15 K; F=εσT⁴≈344,964584082 W/m². No elevar 9 directamente. Piel se prescribe, sin usar temperatura del aire como sustituta. No material o medida evaluados. La respuesta es emisión propia, no neto o energía acumulada. Incidencia falta para intercambio, duración para integral y presupuesto/almacenamiento para ΔT. Los decimales permiten reproducir cuenta, sin certificar exactitud observacional. Cambiar T o propiedad cambia resultado; la cifra no referencia universal de suelo o noche mediterránea. Comprueba primero kelvin y definición de ε.

2. Separar componentes y saldo

Control propio independiente gris opaco difuso, ε térmica=absorptividad 0,96 compatible, piel 9°C=282,15 K, L↓310 W/m². Pregunta: ¿qué sale y qué neto queda? Emite 344,964584082, refleja 12,4, L↑357,364584082 W/m². Neto entrante−47,364584082. Emisión no toda salida y salida no pérdida neta. No cielo observado o evolución calculada. La cuenta conserva soporte e hipótesis antes de interpretar señal; no coeficiente de banda usado como toda integral. También muestra que recibir radiación importa de noche. Otros intercambios y almacenamiento siguen pendientes para temperatura, aunque saldo radiativo parcial esté cerrado bajo entradas.

3. Integrar un flujo durante 45 min

Control propio neto de onda larga−40 W/m² constante 2700 s. Pregunta: ¿qué energía representa? E=−108000 J/m²=−108 kJ/m².45 min son 2700 s, no 45 s. No−108000 W/m². Constancia prescrita, sin serie observada. La energía es de contribución radiativa parcial, no toda pérdida del sistema. Tampoco se obtiene descenso térmico sin presupuesto completo y capacidad. Un intervalo desconocido no permite misma conversión. La cuenta conserva tiempo antes de comparar con acumulado de mapa, sin concluir que media o instante sean equivalentes o completar un hueco con cero para cerrar integral.

4. Cerrar presupuesto y almacenamiento

Problema propio independiente, términos entrantes: onda larga−50, solar 0, sensible+12, latente−8 y conducción+6 W/m². Total−40. Todos términos constantes 2700 s; C por área 180000 J/(m²·K), sin fase adicional o términos pendientes. E−108000 J/m², ΔT−0,6 K. No sumar dos veces solar o fase. No presupuesto deducido de onda larga de otros ejercicios, material real o mínima. Capacidad prescrita. Temperaturas anteriores no etapas de evolución. La solución conserva energía y almacenamiento antes de convertir a grados, sin trasladar respuesta al aire.

5. Perfil de un valle mediterráneo educativo

Control propio: altura geométrica sobre suelo 0/100/400 m, T 8/9/6°C, Td 6/6/3°C. Pregunta: ¿hay inversión y puede asegurarse niebla? Primera capa aumenta 1 K; depresiones T−Td 2/3/3 K. No HR, nube o causa única calculadas. No vuelo real o presiones inventadas. Meteocat relaciona niebla radiativa con noches claras y estables e influencia de valles y cuencas; ese contexto no garantía. El escenario interior catalán es didáctico, sin mediciones locales atribuidas. Humedad, transporte, mezcla y evolución siguen necesarios. Perfil de aire no piel ni radiometría; reconocer información insuficiente forma parte de la solución.

6. Cambios nubosos en dos bandas

Control propio de cambios netos SUPERFICIALES respecto a referencia compatible: onda larga+25, solar−75 W/m². Pregunta: ¿qué cambio radiativo total resulta?−50 W/m². No valores absolutos, nube observada o efecto universal. NASA distingue contribuciones térmicas y solares; los números son nuestros. El ejemplo puede situarse en día mediterráneo educativo, sin episodio o previsión. No ΔT sin presupuesto restante y almacenamiento. Cambiar sólo componente térmica no entrega signo de suma. La solución conserva periodo y frontera, sin trasladar automáticamente conclusión a noche o a otro tipo de nube con propiedades y entorno diferentes.

7. Media sobre periodos desiguales

Control propio de netos constantes:−60 W/m² durante 1800 s y−20 durante 5400 s. Pregunta: ¿qué media representa 7200 s? Energías−108000 y−108000 J/m²; total−216000; media−30 W/m². Media simple−40 daría peso incorrecto. Segundo tramo dura triple. No serie observada o momento de mínima identificado. Tampoco−30 en cada instante. Sin capacidad y presupuesto completo no hay ΔT. La cuenta conserva duración antes de comparar sensores o mapas. Dos muestras no equivalen a periodos iguales sin evidencia, y coincidencia de energías de tramos tampoco significa igualdad de flujos o procesos.

8. Recuperar salida desde neto acumulado

ECMWF 177 define neto térmico superficial descendente menos ascendente, acumulado según periodo del producto. Control propio de misma hora/superficie: energía descendente 1,152 MJ/m² y neta−0,144 MJ/m² sobre 3600 s. Pregunta: ¿qué salida media corresponde? Medias 320 y−40 W/m²; L↑=320−(−40)=360. No campo procesado o emisión propia recuperada: salida puede contener reflexión. Convención positiva abajo y soportes compatibles. Si periodos difieren, resta no cierra pregunta. No T aire o piel obtenida directamente. La solución utiliza definición antes de operación y conserva dato ausente como desconocido, sin completar con otro horario.

9. Revisar cada respuesta

Magnitud y unidad, signo, frontera, soporte y tiempo. Después identifica qué entradas faltan para siguiente pregunta. Ocho controles independientes, sin noche mediterránea reconstruida. Contexto documentado no valida cifras educativas como observaciones. Metáfora de termostato no mínima fija. No convertir emisión en neto, neto en presupuesto o energía en grados sin condiciones. Si la solución termina en información insuficiente, conserva ese resultado. Una respuesta reproducible incluye límites, sin atribuir a aire, nube o paisaje una cuenta que representa otro cuerpo, periodo o escenario.

10. Errores comunes y unidades

T K en T⁴, diferencia K/°C, ε adimensional. F W/m², E J/m², C J/(m²·K), tiempo s. Emisión no salida. Radiación parcial no presupuesto. Solar y fase una vez. Perfil no causa única. Media no instante. Contexto no episodio observado. Desconocido no cero.

Fuentes y lecturas recomendadas

J+A♾️ · Artículo revisado y ampliado en WikiMeteo.es