Derechos Urbanos

Física III e Instalaciones I. Curso 3º

Tema 5.2: El clima. El soleamiento. Duración: 2 horas

• Generalidades sobre el clima

• La energía Solar.

• Movimiento de la Tierra.

• Coordenadas Terrestres y Celestes.

• Recorrido aparente del Sol.

• Cartas solares.

• Obstrucciones solares y aplicaciones

• Ejercicios y gráficos,

• Bibliografía

• Anexos: Cálculo informático. Hora solar y relojes de sol. Cita de Vitrubio.

Generalidades sobre el clima (resumen del tema 5.1)

El clima es la descripción del ambiente exterior en un lugar determinado. Los parámetros físicos que definen el ambiente exterior se denominan elementos del clima, destacando:

• Temperatura del aire

• Humedad del aire

• Viento

• Soleamiento

• Nubosidad

• Meteoros (lluvia, nieve, nieblas...)

Las causas que provocan los elementos climáticos en un lugar determinado se denominan factores del clima, entre las que podemos mencionar:

• Latitud del lugar

• Altitud y relieve

• Tipo de terreno, masas de agua o vegetación

• Obstrucciones solares y eólicas

Los climas se definen según sus variables espaciales y temporales. La escala geográfica permite la siguiente clasificación de climas y microclimas, considerando al microclima como la definición del clima de un lugar muy concreto, que permite la determinación detallada y ampliada de parámetros ambientales característicos:

Definición Escala espacial Ejemplos

Climas Continental Subtropical

Regional Canario

Comarcal Medianías

Microclimas Local Campus de Tafira

Puntual Entrada de la Escuela

El estudio temporal del clima se realiza por medio de técnicas estadísticas, por su carácter variable y aleatorio, para poder determinar sus valores medios y extremos, y además, para definir las fluctuaciones en ciclos diarios o anuales.

La energía solar

El Sol es el motor del clima. La energía solar captada por la tierra, y posteriormente disipada como irradiación infrarroja, determina el calentamiento o enfriamiento del aire, la cantidad de agua evaporada o precipitada, y las diferencias de presión que provocan vientos y brisas.

La radiación solar se genera por la superficie incandescente (5.700 ºK) del Sol, una estrella "enana" de 1,4 millones de Km de diámetro. La radiación recorre 150 millones de Km hasta llegar al exterior de la atmósfera de la Tierra, incidiendo con una intensidad constante de I0 = 1353 W/m², llamada constante solar de la radiación extraterrestre.

Espectro de la radiación emitida por el sol, la recibida en la superficie de la tierra, y la emitida por superficies a baja temperatura.

La Radiación solar que llega a la superficie de la tierra no suele superar los 1000 W/m², debido a la absorción y reflexión de la atmósfera, y a la inclinación de los rayos solares. Toda la energía radiante absorbida por la cara soleada de la tierra se equilibra con la irradiación infrarroja que toda la superficie de la tierra reenvía al espacio.

Ejemplos de captación solar e irradiación nocturna

Movimiento de la Tierra

La tierra realiza una órbita anual casi circular en torno al sol. Como curiosidad, la ligera excentricidad de la órbita hace que en diciembre se reciba casi un 4% más de radiación que en junio. La tierra realiza una rotación diaria sobre sí misma, con la importante característica que el plano del Ecuador no es paralelo al plano de la Orbita, sino que forman un ángulo constante de unos 23,5º.

La declinación  es el ángulo que forma el rayo solar con el plano del ecuador en cada época del año, determinando las estaciones climáticas. En el caso del hemisferio norte, las principales fechas estacionales son:

Equinoccio de primavera 21 de marzo Declinación  = 0º

Solsticio de verano 21 de junio Declinación  = +23,5º

Equinoccio de otoño 21 de septiembre Declinación  = 0º

Solsticio de invierno 21 de diciembre Declinación  = -23,5º

El solsticio de verano es el día con mas horas de sol y con el máximo soleamiento del hemisferio, aunque las temperaturas máximas se retarden aproximadamente un mes, desfase producido por el almacenamiento de calor en la tierra.

En los equinoccios la noche dura igual que los días, y ambos hemisferios reciben igual cantidad de soleamiento, marcando el cambio de estación.

El solsticio de invierno es el día mas corto y con soleamiento mínimo, con temperaturas mínimas a finales de enero. En el hemisferio sur el proceso es idéntico pero con un desfase de 6 meses.

Coordenadas terrestres

Cualquier punto de la tierra se puede localizar por sus coordenadas globales, denominadas Latitud () y Longitud (L), correspondientes a su paralelo y meridiano respectivamente.

La latitud  se mide por su elevación en grados respecto al ecuador, considerando el polo norte como =90º N. Son paralelos de referencia del hemisferio norte:

Paralelos Latitud  Características

Polo Norte 90º N A partir del equinoccio de primavera luce el sol durante 6 meses (verano artico).

Círculo polar Artico 66.5º N

(90-23.5) En el solsticio de verano luce el sol las 24 horas (sol de medianoche)

Paralelo de Canarias 28º N (Latitud media)

Trópico de Cáncer 23.5º N En el solsticio de verano el sol está en posición cenital (radiación perpendicular al suelo)

Ecuador 0º N En los equinoccios al mediodía el sol está en el cenit.

La longitud es el ángulo que forma el meridiano del lugar con el meridiano 0º de referencia que pasa por Greenwich (Londres). La longitud media de canarias es de 15º Oeste. Es de interés para calcular el mediodía local (instante en que el sol tiene la altura máxima) a partir de la hora solar media, común para un uso horario de 15º de ancho (360º / 24 horas = 15 º/hora).

Como resumen, sólo falta indicar la altitud de un lugar junto con sus coordenadas terrestres para situar cualquier punto de la tierra. Como ejemplo, la escuela de Arquitectura de Las Palmas se localiza en: Lat=28º06'N, Long=15º27'W, Alt=310m.

Coordenadas Celestes

Para el estudio del soleamiento en la arquitectura

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