¿La parte más fría del día es una hora después de que sale el sol?

La tradición popular establece que, en general, la temperatura más baja de un día determinado se produce una hora después del amanecer, porque el calor del Sol tarda un tiempo en llegar a la Tierra. Pero la energía del Sol solo tarda unos 8 minutos en llegar a la Tierra.

¿Está sucediendo algo más complejo que hace que la Tierra tarde más en calentarse, o esta afirmación es falsa?

Esto es solo una suposición, pero incluso después de que los rayos del sol comienzan a golpearte, ¿no sigue actuando la tierra como un disipador de calor (absorbiendo calor, pero sin irradiar tanto)?
Supongo que durante la primera hora la tierra irradia más energía al espacio que la que recibe del sol en ese ángulo bajo.
Al amanecer la luz ya ha llegado a la tierra, por lo que no hay ni 8 minutos de retraso.
Al investigar esta pregunta, encontré esto , lo que me dio otra razón más para creer que Stack Exchange es un motor de preguntas y respuestas superior.
@Jason Plank: Tres meses de retraso en el juego, pero: ¡HAH! ¡Me encanta!
Desearía que se preguntara esto en Earth Science SE, porque reuní una gran respuesta al revisar algunos temas de micrometeorología, pero no tengo fuentes lo suficientemente buenas para recalcarlos (tal vez pueda encontrar algunas notas del curso de mis días de estudiante, Me pregunto si se considerarían válidos)
Pero la redacción de cada respuesta es sutilmente incorrecta. Todos tienen la idea central correcta, que todavía hay una pérdida neta de energía. Pero ninguno da la explicación precisa correcta a partir de ahí. Básicamente, la energía en ese primer momento después del amanecer es tan lamentable que no puede evitar que la superficie de la Tierra continúe con su propio enfriamiento natural (ya que todos los cuerpos emiten radiación térmica . Es por eso que la superficie se enfría durante la noche)
Básicamente, la Tierra solo recibe unos pocos W/m² justo después (e incluso antes) del amanecer... en comparación con los cientos de W/m² típicos dentro de una hora si el ángulo del sol es decente. El sitio de Mesonet de Oklahoma es excelente para comparar la radiación con la temperatura (y luego buscar en Google el amanecer) (nota: parece que el sitio de Mesonet usa su reloj local, por lo que tendrá que convertir a CDT/CST (o convertir su amanecer a su hora, ¡o cambie su reloj a la zona horaria central!)
Entonces, la lamentable energía entrante no es suficiente para evitar el enfriamiento natural de la Tierra. Sería más o menos la misma idea que sacar la sartén del horno y luego ponerla al sol para tratar de evitar que se enfríe. Simplemente está perdiendo demasiada energía por radiación. Pero debido a que el suelo es relativamente frío, pronto proporciona radiación más que suficiente para detener la pérdida y comenzar a ganar.
(Tenga en cuenta que en realidad hablo del suelo, aunque la pregunta es sobre la temperatura del aire, porque el suelo es la clave para la atmósfera cercana al suelo a través de la conducción/absorción de la energía/convección radiada por el suelo. El aire puede estar más caliente que el tierra al amanecer, pero si la tierra está más caliente, el aire aún no recibe suficiente energía de la tierra para contrarrestar sus propias pérdidas por radiación).
(La mejor fuente que tengo a mano es un blog de meteorólogos de la Universidad de Wisconsin . De lo contrario, fragmentos recogidos de una amplia selección de artículos de revistas y sitios relacionados)

Respuestas (2)

La teoría es sorprendentemente simple.

El aire y el suelo se enfrían cuando no brilla el sol y se calientan cuando el sol sí lo hace. Lo que medimos cuando decimos que hace más frío es en realidad la temperatura del aire. La radiación del sol no tiene efecto sobre los termómetros.

Como puede ver en el gráfico, la temperatura mínima ocurre entre 30 minutos y 1 hora después del amanecer (difícil de ser exacto con las marcas utilizadas).

Para todas las fechas, la temperatura mínima se produce al amanecer. La temperatura desciende a lo largo de la noche debido a dos procesos. Primero, el balance de radiación de la Tierra en la superficie se vuelve negativo después de la puesta del sol. Así, la superficie de la Tierra deja de calentarse ya que la radiación solar no está siendo absorbida. En segundo lugar, la conducción y la convección transportan energía térmica hacia la atmósfera y el aire caliente que estaba en la superficie es reemplazado por aire más frío desde arriba debido a la mezcla atmosférica. La temperatura comienza a aumentar tan pronto como el balance de radiación neta de la superficie se vuelve positivo. La temperatura continúa aumentando desde el amanecer hasta algún momento después del mediodía solar. Después de este tiempo, la mezcla de la superficie de la Tierra por convección hace que la superficie se enfríe a pesar de la adición positiva de radiación y energía térmica.
-- fuente

ingrese la descripción de la imagen aquí1

Lo anterior es un esquema del ciclo diurno típico de la temperatura de la superficie (rojo) y la tasa de energía neta debido a la radiación solar entrante (negro) y saliente de onda larga (azul).

1: La fuente de este material es el sitio web COMET® en http://meted.ucar.edu/ de la Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica (UCAR), patrocinado en parte a través de acuerdos de cooperación con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), Departamento de Comercio de los Estados Unidos (DOC). ©1997-2010 Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica. Todos los derechos reservados.

Es la misma razón por la que finales de enero o principios de febrero es la época más fría del año.
En realidad, si solo lee el gráfico que publicó, puede ver que la temperatura mínima ocurre justo después del amanecer, no justo antes. Esto se debe a que otra cosa que citó "En segundo lugar, la conducción y la convección transportan energía térmica hacia la atmósfera y el aire caliente que estaba en la superficie es reemplazado por aire más frío desde arriba debido a la mezcla atmosférica. La temperatura comienza a aumentar tan pronto como la radiación neta el presupuesto de la superficie se vuelve positivo". La radiación neta superficial no se vuelve positiva tan pronto como el primer rayo de luz incide sobre ella.
fuente correcta, conclusión incorrecta.
¿Qué pasa con los días que comienzan a, digamos, 50F y bajan a 24F por la noche?
Editado para corregir la afirmación y alinearla con las referencias proporcionadas.
@MeBigFatGuy Tenga en cuenta que si bien la idea general (aún perdiendo más energía) es la misma, los detalles realmente no lo son. El invierno se retrasa principalmente porque el agua tiene mucha energía almacenada y se transfiere lentamente a la atmósfera (en otras palabras, tendríamos más frío más cerca del Año Nuevo si no fuera por el agua que mantiene el NHem más caliente de lo que sería). Por otro lado, el retraso del amanecer se debe a que el sol del amanecer simplemente no está dando suficiente energía para superar el enfriamiento natural. En otras palabras, el invierno es un factor externo, el amanecer es más un factor interno (el suelo no es del todo interno, pero controla temperaturas de 2 m en su mayoría)
@warren: Digo PRINCIPALMENTE en mi último comentario porque la advección de la masa de aire (el viento que trae aire frío o cálido de otros lugares) puede generar ocasionalmente grandes cambios locales. Algo así como abrir la puerta de entrada y dejarla abierta abrumará cualquier proceso de calentamiento que tenga en el interior. Cuando el aire de mucho más cerca de los polos llama, domina todo lo demás.
(Las nubes e incluso la temperatura de precipitación/evaporación/salida también pueden tener influencias bastante grandes a veces, pero rara vez tan extremas y duraderas como un frente)
@RussellSteen: tenga en cuenta que al amanecer, creo que la transferencia convectiva y conductiva (hacia arriba) alrededor de 2 metros es muy pequeña (¿o incluso positiva, en ocasiones?)... y es el flujo de radiación el gran factor negativo alrededor del amanecer en ausencia de gran transferencia desde el suelo.

¿Por qué cae el aire frío y sube el aire caliente? Mi estación meteorológica dice que sí, recuerda que cae aire frío y sin que el suelo se caliente no hay nada que empuje el aire frío.

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