Сонечнае выпраменьванне

інцыдэнт сонечнай радыяцыі на зямной паверхні

Сонечнае выпраменьванне - важная метэаралагічная зменная, якая служыць для вызначэння колькасці "цяпла", якое мы атрымаем ад сонца на зямной паверхні. Гэтая колькасць сонечнай радыяцыі змяняецца кліматычнымі зменамі і ўтрыманнем парніковых газаў.

Сонечнае выпраменьванне здольна награваць паверхню зямлі і прадметы (нават у нас) амаль не награвае паветра. Акрамя таго, гэтая зменная вельмі важная для ацэнкі працы, якую мы робім у барацьбе са змяненнем клімату. Вы хочаце ведаць усё пра сонечную радыяцыю?

Сонечнае выпраменьванне праходзіць праз атмасферу

выпраменьванне ад сонца да зямлі

Калі мы знаходзімся на пляжы ў адзін з такіх гарачых летніх дзён, мы кладземся "да сонца". Доўга застаючыся ў ручніку, мы заўважаем, як наша цела саграваецца і павялічвае тэмпературу, пакуль нам не трэба прымаць ванну альбо трапляць у цень, бо мы апёкся. Што тут адбылося, калі паветра не такі гарачы? Тое, што адбылося сонечныя прамяні прайшлі праз нашу атмасферу і сагрэлі наша цела з невялікім нагрэвам паветра.

Нешта падобнае на тое, што адбываецца з намі ў гэтай сітуацыі, адбываецца на Зямлі: атмасфера амаль "празрыстая" для сонечнага выпраменьвання, але паверхня Зямлі і іншыя целы, размешчаныя на ёй, паглынаюць яе. Энергія, якая перадаецца Сонцам на Зямлю, называецца прамяністай энергіяй альбо выпраменьваннем. Радыяцыя падарожнічае па прасторы ў выглядзе хваль, якія нясуць энергію. У залежнасці ад колькасці энергіі, якую яны нясуць, яны класіфікуюцца па электрамагнітным спектры. У нас ёсць самыя энергічныя хвалі, такія як гама-прамяні, рэнтгенаўскія прамяні і ўльтрафіялет, а таксама тыя, у якіх менш энергіі, такія як інфрачырвоныя, мікрахвалевыя печы і радыёхвалі.

Усе целы выпраменьваюць выпраменьванне

выпраменьванне выпраменьваецца ўсімі целамі ў залежнасці ад іх тэмпературы

Усе целы выпраменьваюць выпраменьванне ў залежнасці ад тэмпературы. Гэта дадзена Закон Стэфана-Больцмана у якім гаворыцца, што энергія, якую выпраменьвае цела, прама прапарцыйная чацвёртай ступені яго тэмпературы. Вось чаму Сонца, палаючы кавалак дрэва, наша ўласнае цела і нават кавалак лёду выпраменьваюць энергію бесперапынна.

Гэта прымушае нас задаць сабе пытанне: чаму мы можам "бачыць" выпраменьванне, якое выпраменьвае сонца, альбо палаючы кавалак дрэва, а мы не можам бачыць, якое выпраменьвае мы, паверхню Зямлі ці кавалак лёду? Акрамя таго, гэта шмат у чым залежыць ад тэмпературы, дасягнутай кожным з іх, і, такім чынам, колькасць энергіі, якую яны пераважна выпраменьваюць. Чым вышэй тэмпература целаў, тым большую колькасць энергіі яны выпраменьваюць у сваіх хвалях, і таму яны будуць больш прыкметныя.

Сонца мае тэмпературу 6.000 К і выпраменьвае выпраменьванне ў асноўным у хвалях бачнага дыяпазону (звычайна вядомых як светлавыя хвалі), яно таксама выпраменьвае ультрафіялетавае выпраменьванне (якое мае больш энергіі, і таму яно доўга спальвае нашу скуру) і Астатняе, якое ён выпраменьвае, - гэта інфрачырвонае выпраменьванне, якое не ўспрымаецца чалавечым вокам. Менавіта таму мы не можам успрымаць выпраменьванне, якое выпраменьвае наша цела. Цела чалавека знаходзіцца прыблізна на 37 градусах Цэльсія, а выпраменьванне, якое яно выпраменьвае, знаходзіцца ў інфрачырвоным выпраменьванні.

Як працуе сонечная радыяцыя

баланс сонечнай радыяцыі, які ўплывае на зямную паверхню і які вяртаецца ў космас і ўтрымліваецца ў атмасферы

Напэўна, ведаючы, што целы пастаянна выпраменьваюць выпраменьванне і энергію, вы ўзнікне яшчэ адно пытанне ў вашай галаве. Чаму, калі целы выпраменьваюць энергію і выпраменьванне, яны не паступова астываюць? Адказ на гэтае пытанне просты: у той час як яны выпраменьваюць энергію, яны таксама паглынаюць яе. Існуе яшчэ адзін закон пра радыяцыйную раўнавагу, які кажа, што аб'ект выпраменьвае тую ж колькасць энергіі, што і паглынае, таму ён здольны падтрымліваць пастаянную тэмпературу.

Такім чынам, у нашай сістэме зямной атмасферы адбываецца шэраг працэсаў, у якіх энергія паглынаецца, выпраменьваецца і адлюстроўваецца, так што канчатковы баланс паміж выпраменьваннем, якое дасягае вяршыні атмасферы ад Сонца, і выпраменьваннем, якое выходзіць у касмічную прастору, роўна нулю. Іншымі словамі, сярэднегадавая тэмпература застаецца пастаяннай. Калі сонечнае выпраменьванне трапляе на Зямлю, большая частка яго паглынаецца паверхняй Зямлі. Воблакі і паветра паглынаюць вельмі мала падаючай радыяцыі. Астатняя частка выпраменьвання адлюстроўваецца ад паверхні, газаў, аблокаў і вяртаецца ў касмічную прастору.

Колькасць выпраменьвання, якое адлюстроўваецца целам адносна падаючага выпраменьвання, вядома як "альбеда". Таму мы можам так сказаць сістэма зямля-атмасфера мае альбеда ў сярэднім 30%. Нядаўна выпаў снег ці нейкі моцна вертыкальна развіты кучава-дажджавы кут маюць альбеда каля 90%, у пустынях - каля 25%, а ў акіянах - каля 10% (яны паглынаюць амаль усю радыяцыю, якая даходзіць да іх).

Як мы вымяраем выпраменьванне?

электрамагнітны спектр і энергетычныя хвалі

Для вымярэння сонечнага выпраменьвання, якое мы атрымліваем у нейкі момант, мы выкарыстоўваем прыбор, які называецца піранаметр. Гэты раздзел складаецца з датчыка, заключанага ў празрыстае паўшар'е, які прапускае ўсё выпраменьванне вельмі малой даўжыні хвалі. Гэты датчык мае чорныя і белыя сегменты, якія па-рознаму паглынаюць колькасць выпраменьвання. Тэмпературны кантраст паміж гэтымі сегментамі калібруецца ў залежнасці ад патоку выпраменьвання (вымяраецца ў ватах на квадратны метр).

Прыблізную колькасць сонечнага выпраменьвання, якое мы атрымліваем, можна атрымаць, вымераючы колькасць сонечных гадзін, якія мы маем. Для гэтага мы выкарыстоўваем прыбор, які называецца геліёграф. Гэта ўтворана шкляной сферай, арыентаванай на геаграфічны поўдзень, якая выконвае ролю вялікага павелічальнага шкла, канцэнтруючы ўсё выпраменьванне, якое паступае ў лямпу напальвання, на якой гарыць спецыяльная папяровая стужка, градуяваная па гадзінах дня.

Сонечнае выпраменьванне і ўзмацненне парніковага эфекту

узмацненне парніковага эфекту павялічвае колькасць радыяцыі, якая паглынаецца ў атмасферы, і павялічвае тэмпературу

Раней мы ўжо згадвалі, што колькасць сонечнага выпраменьвання, якое паступае на Зямлю і якое выходзіць, аднолькавае. Гэта не зусім дакладна, бо ў такім выпадку сярэдняя глабальная тэмпература нашай планеты складзе -88 градусаў. Нам трэба нешта дапамагчы нам захаваць цяпло, каб мець такую ​​прыемную і прыдатную для жыцця тэмпературу, якая робіць магчымым жыццё на планеце. Менавіта тут мы ўводзім парніковы эфект. Калі сонечная радыяцыя трапляе на паверхню Зямлі, яна амаль напалову вяртаецца ў атмасферу, каб выкінуць яе ў касмічную прастору. Ну, мы пракаментавалі, што аблокі, паветра і іншыя атмасферныя кампаненты паглынаюць невялікую частку сонечнай радыяцыі. Аднак гэтай паглынутай колькасці недастаткова, каб падтрымліваць стабільную тэмпературу і зрабіць нашу планету прыдатнай для жыцця. Як мы можам жыць з такой тэмпературай?

Так званыя парніковыя газы - гэта тыя газы, якія ўтрымліваюць частку тэмпературы, вылучаемай зямной паверхняй, якая вяртаецца назад у атмасферу. Парніковыя газы: вадзяныя пары, вуглякіслы газ (CO2), аксіды азоту, аксід серы, метан і інш. Кожны парніковы газ мае розную здольнасць паглынаць сонечную радыяцыю. Чым больш у яго здольнасці паглынаць радыяцыю, тым больш цяпла яна будзе захоўваць і не дазволіць вярнуцца ў касмічную прастору.

лішак паглынутай сонечнай радыяцыі выклікае глабальнае пацяпленне і змяненне клімату

На працягу ўсёй гісторыі чалавецтва канцэнтрацыя парніковых газаў (уключаючы большую частку СО2) павялічваецца ўсё больш і больш. Рост гэтага павелічэння абумоўлены прамысловая рэвалюцыя і спальванне выкапнёвага паліва ў прамысловасці, энергетыцы і транспарце. Спальванне выкапнёвага паліва, напрыклад нафты і вугалю, выклікае выкіды СО2 і метану. Гэтыя газы пры павелічэнні выкідаў прымушаюць утрымліваць вялікую колькасць сонечнага выпраменьвання і не дазваляюць вярнуць яго ў касмічную прастору.

Гэта вядома як парніковы эфект. Аднак, павялічваючы гэты эфект, мы называем цяпліца гэта контрпрадуктыўна, паколькі тое, што мы робім, усё больш і больш павялічвае сярэднія сусветныя тэмпературы. Чым больш будзе канцэнтрацыі гэтых газаў, якія паглынаюць выпраменьванне, у атмасферы, тым больш цяпла яны будуць захоўваць і, такім чынам, тым вышэй тэмпература будзе расці.

Сонечная радыяцыя і змена клімату

Глабальнае пацяпленне вядома ва ўсім свеце. Гэта павышэнне тэмператур з-за вялікага ўтрымання сонечнай радыяцыі выклікае змену глабальнага клімату. Гэта азначае не толькі павелічэнне сярэдніх тэмператур планеты, але і змяненне клімату і ўсяго, што цягне за сабой.

Павышэнне тэмператур выклікае дэстабілізацыю паветраных патокаў, акіянічных мас, распаўсюджванне відаў, пераемнасць сезонаў, узмацненне экстрэмальных метэаралагічных з'яў (такіх як засуха, паводкі, ураганы ...) і г.д.. Вось чаму для таго, каб стабільна вярнуць сабе радыяцыйны баланс, мы павінны скараціць выкіды парніковых газаў і аднавіць наш клімат.


Змест артыкула адпавядае нашым прынцыпам рэдакцыйная этыка. Каб паведаміць пра памылку, націсніце тут.

Будзьце першым, каб каментаваць

Пакіньце свой каментар

Ваш электронны адрас не будзе апублікаваны. Абавязковыя для запаўнення палі пазначаныя *

*

*

  1. Адказны за дадзеныя: Мігель Анхель Гатон
  2. Прызначэнне дадзеных: Кантроль спаму, кіраванне каментарыямі.
  3. Легітымнасць: ваша згода
  4. Перадача дадзеных: Дадзеныя не будуць перададзены трэцім асобам, за выключэннем юрыдычных абавязкаў.
  5. Захоўванне дадзеных: База дадзеных, размешчаная Occentus Networks (ЕС)
  6. Правы: у любы час вы можаце абмежаваць, аднавіць і выдаліць сваю інфармацыю.