A veces, mientras explico el transporte de energía a los niños, hacen preguntas como esta.
¿Por qué el transporte de energía es máximo en las latitudes medias?
Actualmente, el plan de estudios revisado de 2015 no incluye este tipo de preguntas, pero hoy me ha dado por escribir sobre por qué el transporte de energía es máximo en las latitudes medias. Así que planeo abordar esto usando dos preguntas de un examen práctico de ciencias de la Tierra.
1. Distribución de energía por latitud y transporte de energía
Esta imagen muestra la energía solar anual promedio absorbida y la energía radiante terrestre emitida anualmente, equilibrada por radiación, representadas según la latitud.
Cuando observamos la distribución de energía por latitud en la Tierra, las regiones de baja latitud tienen un excedente de energía y las regiones de alta latitud tienen un déficit.
Esto ocurre porque la Tierra es esférica.
Al igual que la energía se mueve cuando un objeto frío está junto a uno caliente, la energía excedente se transporta de las regiones de baja latitud a las de alta latitud.
Por supuesto, dado que las sustancias que transportan energía en la Tierra son fluidos, la energía se transporta por convección, conducción y radiación.
Pero ¿por qué es máximo el transporte de energía en las latitudes medias?
2. Razón por la que el transporte de energía es máximo en las latitudes medias
Imaginemos una situación en la que el maestro reparte caramelos a los estudiantes de adelante hacia atrás.
Los estudiantes de adelante tienen 1-3 caramelos de más de lo que deberían tener, mientras que los estudiantes de atrás tienen 1-3 caramelos de menos.
Pensemos en la cantidad de caramelos que se mueve entre los estudiantes.
Cuando pasan los caramelos hacia atrás, el primer estudiante solo pasa los 3 que tiene.
El siguiente estudiante añade 2 más al excedente que ha recibido y también pasa los caramelos del excedente al siguiente estudiante.
Por cada persona que tiene un excedente, el excedente se acumula.
Cuando alcanzan a una persona que tiene un déficit, pasan solo la cantidad necesaria para cubrirlo, dejando el excedente de caramelos.
Esto se repetirá con el siguiente estudiante.
Así, el punto donde la cantidad de caramelos movidos es máxima es donde el déficit es cero, es decir, en el punto de equilibrio.
El transporte de energía en la Tierra es similar a este ejemplo.
En el punto con exceso de energía, el excedente acumulado en el proceso de transporte de energía continúa.
Por lo tanto, el transporte máximo de energía se produce en el punto de equilibrio donde la energía solar absorbida iguala la energía radiante terrestre emitida.
En la educación secundaria, se enseña que este punto está aproximadamente a los 38 grados de latitud.
3. Cantidad anual promedio de transporte de energía en dirección norte-sur
La imagen muestra la cantidad promedio anual de transporte de energía en dirección norte-sur, por latitud, tanto en la atmósfera como en los océanos.
El punto máximo de transporte de cada uno, atmósfera y océanos, es ligeramente diferente debido a factores como métodos de transporte de energía, transferencia de calor latente, y ubicación de los océanos.
Tanto la atmósfera como los océanos transportan energía de las regiones de baja latitud a las de alta latitud, y al sumar ambas cantidades, el transporte máximo se encuentra aproximadamente a los 38 grados de latitud, que corresponde a las latitudes medias.
4. Conclusión y resumen
Como la energía acumulada en el proceso de transporte de las regiones de baja a alta latitud se incrementa, el transporte máximo de energía se produce en el punto de equilibrio donde la energía solar absorbida iguala a la energía radiante terrestre emitida.
Hoy extendí esta idea en una oración muy larga.
Espero que sea útil para estudiantes que aman las ciencias de la Tierra.
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