La enseñanza de la energía del sol se apoya en cinco conceptos clave:

a. La luz solar que llega a la Tierra puede calentar la tierra, el océano y la atmósfera. Parte de esa luz solar se refleja hacia el espacio desde la superficie de la Tierra, las nubes o el hielo. Gran parte de la luz solar que llega a la superficie de la Tierra es absorbida y calienta el planeta.

La energía del sol dirige el sistema climático.

El sol calienta el planeta, regula el ciclo hidrológico, y hace posible la vida en la Tierra. La cantidad de luz solar recibida en la superficie de la Tierra se ve afectada por la reflectividad de la superficie, el ángulo del sol, la salida del sol y las variaciones cíclicas de la órbita de la Tierra alrededor del sol.

Los/as estudiantes de secundaria pueden comprender la ciencia básica de la energía solar y el papel que desempeña para el clima de la Tierra, pero las complejidades del balance energético de la Tierra siguen siendo un área de activa investigación científica. Por lo tanto, este tema es a la vez elemental y complejo.

Este principio está relacionado con el Principio 2 del conocimiento de energía: los procesos físicos en la Tierra son el resultado del flujo de energía a través del sistema de la Tierra.

Enseña a los/as estudiantes los mecanismos básicos del sistema climático.

Comprender el papel de la radiación solar en el sistema climático de la Tierra puede ayudarnos a comprender conceptos importantes como:

Las causas de las estaciones.


Las razones por la cual las edades del hielo ocurren.  
Cómo la cantidad de energía emitida por el sol (luminosidad del sol) cambia con el tiempo.  
Por qué el calentamiento climático reciente no ha sido provocado por aumentos en la producción del sol.  
La mayoría de las formas de energía que utilizan los humanos se derivan de la energía solar.

Ayudando a los/as estudiantes a comprender estas ideas

La mayoría de los programas y estándares de enseñanza científica, incluyen el papel del sol a la hora de proporcionar energía al sistema de la Tierra, pero a menudo esta información es presentada de manera inconexa. Las estaciones y su importancia a la hora de regular los patrones climáticos estacionales o la migración de animales se enseñan en la escuela primaria pero después no vuelven a ser enseñados durante muchos años, si es que se retoman.

Además, los/as estudiantes de todas las edades, incluidos los/as estudiantes universitarios y los adultos, tienen dificultades para comprender las causas de las estaciones. Además de la inclinación axial, los factores que influyen en los modelos mentales de las personas incluyen: la creencia de que la Tierra orbita alrededor del Sol en un camino elíptico alargado; confusión sobre el tamaño relativo, el movimiento y la distancia de la tierra con respecto al sol; cómo viaja la luz; la duración de la translación de la Tierra alrededor del sol; e incluso el período de rotación. Una estrategia para mitigar este error frecuente es garantizar que las "causas de las estaciones" se expliquen de manera adecuada en la escuela secundaria, cuando los/as estudiantes tienen suficiente experiencia en geometría y física para comprender los conceptos clave (McCaffrey y Buhr, 2008).

Un concepto erróneo persistente es que el calentamiento climático experimentado recientemente se debe a cambios en la energía del sol que entra en la Tierra, en lugar de a aumentos en las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto se puede solventar examinando los registros de proyección solar y comparándolos con los registros de temperatura global. Los datos muestran claramente que la irradiación solar no está correlacionada con la temperatura de la Tierra.

Se pueden encontrar excelentes explicaciones relativas a este tema en Ciencia Escéptica: Sol y clima: Moviéndose en direcciones opuestas y con una gráfica de Bloomberg: ¿Qué está realmente calentando el mundo? Esta gráfica fue creada usando datos de la NASA y resultados de los modelos.


Trayendo estas ideas a tu aula

La radiación solar es la energía fundamental que controla nuestro sistema climático, y casi todos los procesos climáticos y biológicos en la Tierra dependen de la entrada de energía solar. La energía del sol es esencial para muchos procesos en la Tierra, incluyendo el calentamiento de la superficie, la evaporación, la fotosíntesis y la circulación atmosférica. Por lo tanto, el examinar cómo el sol impulsa diferentes procesos en la Tierra puede ser parte del contenido de muchas materias de ciencias distintas. Muchos de los conceptos científicos relacionados con este principio pueden ser explicados a través del fomento de las observaciones estacionales, participando en programas de ciencia ciudadana con estudiantes (como GLOBE) y revisando periódicamente los conceptos básicos de cómo la cantidad y la intensidad de la energía solar afectan el clima de la Tierra.


Las distintas maneras en las que la energía del sol controla el sistema climático pueden enseñarse desde un nivel muy básico hasta a través de los enfoques científicos más sofisticados.

Soluciones integradoras: los conceptos científicos relacionados con la radiación solar se pueden extrapolar al campo de la ingeniería y la tecnología de la energía solar, incluyendo el terreno de hornos solares, diseño solar pasivo, energía solar térmica y electricidad solar. Esto puede ayudar a crear conciencia sobre alternativas al uso de combustibles fósiles además de impulsar un foro de debates sobre soluciones al cambio climático que nuestra sociedad pueda adoptar.


Material didáctico de la colección CLEAN.

Escuela intermedia

  • Se pueden utilizar globos y otros modelos físicos para mostrar la inclinación del eje de la Tierra y cómo esta influye en la distribución de la luz solar durante las diferentes estaciones, como por ejemplo la metodología "Mi ángulo en el enfriamiento: Efectos de la distancia y la inclinación".
  • Introducción al clima de la Tierra: esta lección es una introducción al clima de la Tierra y cubre los principios clave relacionados con el clima, la atmósfera y las diferencias climáticas regionales y temporales de la Tierra.
  • ¿Te sientes aventurero? "El increíble Albedo" es una actividad interactiva que implica medir la temperatura de distintas superficies coloreadas.

Escuela secundaria

  • El Clima: Un Acto de Equilibrio permite a los/as estudiantes ajustar los parámetros que afectan el balance de energía de la Tierra: la radiación solar entrante, el efecto albedo, el efecto invernadero y la radiación saliente.
  • Los/as estudiantes pueden aprender cómo los ciclos orbitales y las edades de hielo están correlacionados con el Applet Climático de Ciclos de Milankovitch.
  • La herramienta de visualización interactiva "Estaciones" puede convertirse en la base para la exploración abierta sobre cómo la radiación solar varía en función de la ubicación y la estación.
  • El vídeo de "Influencia Solar: Cambio Climático" de las Academias Nacionales puede ayudar a reforzar la evidencia de que la actividad solar no está causando el calentamiento global.

Universidad

 


Accede a actividades y recursos visuales para la enseñanza de este tema.

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Referencias

¿Cuál es el papel del Sol en el Cambio Climático? La NASA ofrece una mirada fidedigna y fácil de entender al porqué la actividad solar, los ciclos solares y las manchas solares no están relacionadas con el actual cambio climático. La NASA tiene además un artículo relacionado que desacredita el mito de que se avecina una inminente era de hielo.

Sol y clima: moviéndose en direcciones opuestas. Esta página del sitio web Skeptical Science (Ciencia Escéptica) proporciona claras respuestas a las preguntas más comunes, así como solventa malentendidos relativos al cambio climático.

¿Qué está realmente calentando el mundo? - Este gráfico animado compara diferentes forzamientos que actúan sobre el clima de la Tierra. Los cambios climáticos causados ​​por la variación orbital, la luminosidad del sol y las emisiones volcánicas se contrastan con el efecto de las emisiones de efecto invernadero. El gráfico es muy llamativo y los datos son del Instituto Goddard de Estudios Espaciales (GISS) de NASA.

McCaffrey & Buhr, 2008: Clarificando la confusión climática. - Artículo de la revista de Geografía Física sobre los conceptos científicos que más comúnmente se malinterpretan.