La radiación solar superficial (SSR), o lo que es lo mismo, la irradiancia horizontal global (GHI), es un término científico que designa la luz solar que llega al suelo. Entender cómo cambia la SSR con el tiempo es esencial no sólo para la meteorología y la climatología, sino también para la planificación a largo plazo y la rentabilidad de los proyectos fotovoltaicos (FV).
Un nuevo estudio revisado por pares, realizado por investigadores de la Universidad de Murcia y la Universidad de Málaga en colaboración con expertos de Solargis y alimentado por datos de Solargis, evalúa las tendencias pasadas y previstas de la radiación solar superficial (SSR) en toda Europa desde 1994 hasta 2054.
Hasta la fecha, el estudio es una de las evaluaciones más completas de las tendencias solares en Europa, los factores que están impulsando estos cambios y lo que podríamos esperar en el futuro próximo. El estudio se centra en el impacto de las nubes y los aerosoles, ya que se han identificado como los dos principales impulsores de las tendencias a largo plazo en la SSR.
El análisis se basa en un amplio conjunto de observaciones sobre el terreno, cinco conjuntos de datos históricos reticulares y un conjunto de 30 modelos climáticos CMIP6 que abarcan cuatro escenarios de forzamiento. Juntas, estas fuentes proporcionan una caracterización perfecta y sin precedentes de cómo está cambiando la SSR en Europa a lo largo del tiempo y del espacio.
Medios como The Times, The Independent, PV Magazine o El Periódico de la Energía también se han hecho eco del estudio.
Las observaciones realizadas entre 1994 y 2023 muestran un aumento de 3,1 W/m² por década (el valor medio de SSR de Solargis durante ese periodo de 30 años fue de 143 W/m2), y el mayor crecimiento se produjo en los últimos diez años. Los niveles medios anuales típicos de SSR en toda Europa oscilan aproximadamente entre ~100 W/m² en las zonas septentrionales y unos ~200 W/m² en las meridionales.
Con un ajuste adecuado, los modelos basados en satélites pueden controlar el aumento a largo plazo de la radiación solar superficial. Los cuatro modelos basados en satélites evaluados en el estudio coinciden con las observaciones en un margen de 土0,3 W/m2 por década.
La mayoría de los modelos climáticos proyectan cambios en la radiación solar superficial en 2024-2054 inferiores a 1 W/m2 por década en los cuatro escenarios de emisiones diferentes que se analizan.
Esta reducción a largo plazo de los aerosoles atmosféricos está contribuyendo de forma significativa a que los cielos estén menos nublados y más despejados y, por tanto, también a que la radiación solar que llega a la superficie sea mayor.
Desde el punto de vista de la industria fotovoltaica, el estudio ofrece varias implicaciones claras.
En primer lugar, Europa ha experimentado un aumento multidecenal del recurso solar disponible que es medible y científicamente sólido. La claridad de observación de estas tendencias ha demostrado prácticamente que existe efectivamente una alteración relacionada con el cambio climático de las medias a largo plazo en la disponibilidad del recurso solar europeo.
Otro resultado significativo del estudio es que el ERA5 del ECMWF y los modelos climáticos como los del CMIP6 no son adecuados para el seguimiento de las tendencias a largo plazo del SSR, ya que hemos visto que discrepan en gran medida de las tendencias observadas en las estaciones terrestres.
Por el contrario, los conjuntos de datos basados en satélites adecuadamente sintonizados, como Solargis, proporcionan un medio preciso y espacialmente coherente para cuantificarlas.
Fig. 1. medias corridas de 12 meses de (a) anomalías medias regionales de SSR en las localizaciones de GEBA y las celdas terrestres de Solargis-3.2 y (b) las tendencias de SSR y el intervalo de confianza evaluados a partir de las observaciones de GEBA (negro) y Solargis-3.2 (rojo en las localizaciones de GEBA, y azul en todas las áreas terrestres) para los periodos Histórico, Reciente y Observacional. Las barras verticales del panel b son los intervalos de confianza al nivel de confianza del 95%. (Para la interpretación de las referencias al color en la leyenda de esta figura, se remite al lector a la versión web de este artículo)
Aunque los modelos climáticos son el único medio de proyectar la RSS durante décadas, sus resultados deben interpretarse con cautela, ya que sus resultados para 1994-2014 han demostrado que subestiman la magnitud y tienen en cuenta erróneamente los orígenes relacionados con la nubosidad de las tendencias observadas de la RSS.
En general, los resultados refuerzan la importancia de basarse en conjuntos de datos de múltiples fuentes y calidad controlada para comprender la disponibilidad pasada y futura de los recursos solares. Para los promotores, inversores y responsables políticos, estos datos son esenciales para garantizar que la planificación fotovoltaica y la toma de decisiones se basan en una comprensión científicamente validada de la evolución del clima solar en Europa.
A continuación, analizamos cada uno de estos puntos con más detalle.
El recurso solar se ha analizado desde 1994, cuando comenzó la era de los registros modernos de irradiancia solar por satélite. Durante este periodo, la mayor parte de Europa ha experimentado un aumento significativo de la radiación solar superficial (SSR), con una tendencia media de 3,1 W/m² por década entre 1994 y 2023. En un periodo de treinta años, esto representa un aumento significativo del recurso solar disponible. Para el sector fotovoltaico, estos cambios pueden traducirse en una mejora no desdeñable del rendimiento energético a largo plazo, sobre todo en las regiones donde la tendencia es más marcada.
Para situar esta tendencia en su contexto, es útil relacionarla con los valores medios típicos a largo plazo del recurso solar. Expresado como irradiancia media anual, el GHI en Europa suele oscilar entre unos 100 W/m² en regiones septentrionales como Escocia y unos 200 W/m² en lugares meridionales como el sur de España. Por tanto, una tendencia registrada de aproximadamente 3 W/m² por década corresponde a un cambio de unos pocos puntos porcentuales por década en relación con estos valores de referencia, lo cual es bastante significativo. Sin embargo, también es importante señalar que no se espera que esta tendencia continúe indefinidamente al mismo ritmo y es probable que culmine en algún momento en un futuro próximo.
Nota: En Solargis Prospect y en la mayoría de las aplicaciones del sector energético, el recurso solar suele expresarse en kWh/m²/año en lugar de en W/m². La conversión entre ambos es sencilla:
W/m² (media anual) = GHI_Prospect (kWh/m²/año) ÷ 365 ÷ 24
En otras palabras, dividiendo el GHI anual (en kWh/m²/año) por 8.760 horas se convierte en una potencia media equivalente en W/m². Esto ayuda a salvar la distancia entre la forma en que se comunican las tendencias en el ámbito de la climatología (W/m²/década) y la forma en que los ingenieros y desarrolladores fotovoltaicos están acostumbrados a pensar en los recursos (kWh/m²/año).
Aunque la tendencia a escala continental es inequívocamente positiva, su distribución espacial es diversa. Los mayores aumentos de la RSS se producen en Europa central, sobre todo en el noreste de Francia, la región del Benelux y el oeste de Alemania. Otras zonas, como Gran Bretaña, Escandinavia, la Península Itálica y los Balcanes, también muestran un claro aumento de la radiación solar, pero en menor medida. Por el contrario, partes aisladas de la Península Ibérica y Europa oriental muestran una SSR estable o incluso ligeramente decreciente en los últimos años, lo que pone de relieve la importancia de los conjuntos de datos resueltos espacialmente para la planificación regional de la energía fotovoltaica. Aun así, cuando se agregan a escala europea, todos los conjuntos de datos confirman un aumento coherente y estadísticamente significativo de la radiación solar en todo el continente.
Figura 2.: Mapas de tendencias de la SSR de Solargis en Europa durante tres periodos diferentes (histórico, reciente y observacional). Se excluyen las principales zonas montañosas para los periodos histórico y observacional porque abarcan datos tanto con satélites Meteosat de Primera como de Segunda Generación, que no son compatibles para la evaluación de tendencias de SSR en regiones montañosas. Imagen adaptada de Segado-Moreno et al. (2025).
Los aerosoles tienen un doble impacto en la SSR. En primer lugar, en las zonas sin nubes son el principal constituyente atmosférico que merma la radiación solar (efecto directo de los aerosoles, ADE), contribuyendo también a alterar el calentamiento y enfriamiento de la atmósfera y la termodinámica de las nubes (efecto semidirecto de los aerosoles). En segundo lugar, en las zonas nubosas alteran los procesos de las nubes afectando a su formación, disipación y propiedades ópticas a través de mecanismos como los efectos Twomey y Albrecht (denominados conjuntamente efecto indirecto de los aerosoles, AIE).
Aunque los aerosoles y las nubes se han identificado desde hace tiempo como los dos factores clave que influyen en la tendencia a largo plazo de la SSR, sus contribuciones relativas siguen sin estar claras.
Utilizando una versión en columna del modelo Solargis y comparando simulaciones basadas en entradas diarias de profundidad óptica de aerosoles frente a climatologías de aerosoles a largo plazo, los autores del estudio pudieron aislar el efecto directo de los aerosoles, que se calcula que es responsable de ≈20% del aumento observado de la SSR desde 1994.
El ≈80% restante de la tendencia está vinculado a procesos relacionados con las nubes, que incluyen tanto las interacciones entre aerosoles y nubes (efectos Twomey y Albrecht) como los cambios en la cobertura nubosa posiblemente asociados al aumento de la temperatura del aire. El estudio muestra que los cambios en el albedo de las nubes inducidos por los aerosoles no pueden explicar por sí solos la tendencia observada en la SSR; en cambio, la disminución de la fracción de nubes desempeña un papel comparativamente importante. El análisis sugiere que, a lo largo de todo el periodo 1994-2023, el aumento de la radiación solar puede interpretarse aproximadamente como un 20% de cambios en el ADE, un 40% en el primer AIE y un 40% en la fracción de nubes, aunque estos valores pueden variar en función de las incertidumbres de los actuales conjuntos de datos reticulares sobre aerosoles.
Aún así, la conclusión general es sólida: los cambios en las nubes, en parte inducidos por los cambios en los aerosoles, son dos veces más influyentes que los efectos directos de los aerosoles en la conformación de la tendencia a largo plazo de la SSR en Europa.
El estudio empleó un enfoque multifuente para crear una caracterización robusta de las tendencias de la SSR a través del tiempo y el espacio. El análisis integró tres tipos de datos primarios:
Observaciones sobre el terreno: Los datos procedentes de una red de 46 estaciones terrestres de calidad comprobada y homogeneizada (procedentes de los archivos del GEBA/WRDC) proporcionaron mediciones puntuales fiables y de alta precisión. Las observaciones terrestres utilizadas superaron rigurosos controles de calidad para excluir datos de emplazamientos no homogéneos, que de otro modo darían lugar a tendencias observadas incorrectas.
Conjuntos de datos reticulares: Se utilizaron cinco conjuntos de datos históricos, incluidos cuatro modelos basados en satélites (Solargis-3.2, SARAH-3, CLARA-A3, CEBAF-4.2.1) y el reanálisis ERA5, para analizar patrones temporales y, sobre todo, espaciales, gracias a su cobertura de casi todo el continente. Para garantizar la estabilidad temporal de los datos reticulares, se compararon con las observaciones terrestres y se cuantificaron el sesgo y la desviación cuadrática media. El conjunto de datos de Solargis se sometió a una evaluación comparativa y resultó ser el más eficaz.
Proyecciones climáticas: Se utilizó un conjunto de 30 modelos climáticos CMIP6, con casi 300 proyecciones de cambio climático, para analizar simulaciones históricas (1994-2014) y proyectar tendencias futuras (2024-2054) en cuatro escenarios de forzamiento diferentes (SSP1-2,6 a SSP5-8,5).
