Solarno zračenje

sunčevo zračenje koje pada na površinu zemlje

Solarno zračenje važna je meteorološka varijabla koja služi za poznavanje količine "topline" koju ćemo primiti od sunca na zemljinoj površini. Ovu količinu sunčevog zračenja mijenjaju klimatske promjene i zadržavanje stakleničkih plinova.

Solarno zračenje sposobno je zagrijati površinu tla i predmete (čak i naš) s teško zagrijavanjem zraka. Nadalje, ova je varijabla vrlo važna za ocjenu rada koji radimo u borbi protiv klimatskih promjena. Želite li znati sve o sunčevom zračenju?

Solarno zračenje prolazi kroz atmosferu

zračenje sunca na zemlju

Kad smo u jednom od ovih vrućih ljetnih dana na plaži, legnemo „do sunca“. Dok se duže zadržavamo u ručniku, primjećujemo kako se naše tijelo zagrijava i povećava temperaturu, sve dok se ne trebamo okupati ili ući u hlad jer se opečemo. Što se ovdje dogodilo, ako zrak nije tako vruć? Ono što se dogodilo je to sunčeve zrake su prošle kroz našu atmosferu i zagrijale naša tijela s gotovo nikakvim zagrijavanjem zraka.

Nešto slično onome što nam se događa u ovoj situaciji jest ono što se događa sa Zemljom: Atmosfera je gotovo 'prozirna' za sunčevo zračenje, ali Zemljina površina i druga tijela smještena na njoj to apsorbiraju. Energija koju Sunce prenosi na Zemlju ono je što se naziva energijom zračenja ili zračenjem. Zračenje putuje svemirom u obliku valova koji nose energiju. Ovisno o količini energije koju nose, klasificiraju se po elektromagnetskom spektru. Imamo od najenergičnijih valova poput gama zraka, X zraka i ultraljubičastog zraka, kao i onih s manje energije poput infracrvenih, mikrovalnih i radio valova.

Sva tijela emitiraju zračenje

zračenja emitiraju sva tijela u ovisnosti o njihovoj temperaturi

Sva tijela emitiraju zračenje na temelju svoje temperature. Ovo daje Stefan-Boltzmannov zakon koji kaže da je energija koju tijelo emitira izravno proporcionalna četvrtoj moći njegove temperature. Zbog toga i Sunce, gorući komad drveta, naše vlastito tijelo, pa čak i komad leda zrače energijom kontinuirano.

To nas navodi na to da si postavimo pitanje: zašto smo u stanju "vidjeti" zračenje koje emitira sunce ili gorući komad drveta, a nismo u mogućnosti vidjeti zračenje koje emitiramo, površinu Zemlje ili komad leda? Također, to uvelike ovisi o temperaturi koju postiže svaki od njih, a time i količinu energije koju oni pretežno emitiraju. Što više tijela postignu temperaturu, to veću količinu energije emitiraju u svojim valovima i zato će biti vidljiviji.

Sunce je na temperaturi od 6.000 XNUMX K i zrači zračenjem uglavnom u valovima vidljivog raspona (općenito poznatim kao svjetlosni valovi), zrači i ultraljubičastim zračenjem (koje ima više energije i zato nam dugo izlaže kožu) ostalo što emitira je infracrveno zračenje koje ljudsko oko ne percipira. Zbog toga ne možemo percipirati zračenje koje naše tijelo emitira. Ljudsko se tijelo nalazi na oko 37 Celzijevih stupnjeva, a zračenje koje emitira je u infracrvenom zračenju.

Kako djeluje sunčevo zračenje

ravnoteža sunčevog zračenja koja utječe na površinu zemlje i koja se vraća u svemir i zadržava u atmosferi

Sigurno ćete znati da tijela neprestano emitiraju zračenje i energiju donijeti još jedno pitanje u vašu glavu. Zašto se, ako tijela emitiraju energiju i zračenje, postupno ne ohlade? Odgovor na ovo pitanje je jednostavan: dok emitiraju energiju, oni je također apsorbiraju. Postoji još jedan zakon, a to je onaj radijacijske ravnoteže, koji kaže da objekt emitira jednaku količinu energije koju apsorbira, zbog čega su u stanju održavati konstantnu temperaturu.

Dakle, u našem sustavu zemaljske atmosfere odvija se niz procesa u kojima se energija apsorbira, emitira i odražava, tako da konačna ravnoteža između zračenja koje doseže vrh atmosfere sa Sunca i onog koje izlazi u svemir je nula. Drugim riječima, prosječna godišnja temperatura ostaje konstantna. Kada sunčevo zračenje uđe u Zemlju, veći dio Zemlje apsorbira površina. Vrlo malo upadnog zračenja apsorbiraju oblaci i zrak. Ostatak zračenja odbija površina, plinovi, oblaci i vraća se u svemir.

Količina zračenja koje tijelo odbija u odnosu na upadno zračenje poznata je pod nazivom "albedo". Stoga to možemo reći sustav zemlja-atmosfera ima prosječni albedo od 30%. Novopali snijeg ili neki visoko vertikalno razvijeni kumulonimbus imaju albedo blizu 90%, dok pustinje imaju oko 25%, a oceani oko 10% (apsorbiraju gotovo sve zračenje koje dopire do njih).

Kako mjerimo zračenje?

elektromagnetski spektar i energetski valovi

Za mjerenje sunčevog zračenja koje primamo u određenoj točki koristimo uređaj nazvan piranometar. Ovaj se odjeljak sastoji od senzora zatvorenog u prozirnu hemisferu koji propušta sva zračenja vrlo male valne duljine. Ovaj senzor ima izmjenične crne i bijele segmente koji na drugačiji način apsorbiraju količinu zračenja. Kontrast temperature između ovih segmenata kalibriran je prema protoku zračenja (mjereno u vatima po kvadratnom metru).

Procjenu količine sunčevog zračenja koje primimo također se može dobiti mjerenjem broja sunčanih sati koje imamo. Da bismo to učinili, koristimo instrument koji se naziva heliograf. To tvori staklena kugla orijentirana prema zemljopisnom jugu, koja djeluje kao velika povećala, koncentrirajući sve zračenje primljeno u žarnoj točki koja gori posebnom papirnatom trakom graduiranom sa satima dana.

Sunčevo zračenje i povećani efekt staklenika

povećani efekt staklenika povećava količinu zračenja apsorbiranu u atmosferi i povećava temperature

Ranije smo spomenuli da je količina sunčevog zračenja koja ulazi u Zemlju i koja odlazi ista. To nije sasvim točno, jer ako je tako, globalna prosječna temperatura našeg planeta bila bi -88 stupnjeva. Treba nam nešto što će nam pomoći da zadržimo toplinu da bismo mogli imati tako ugodnu i useljivu temperaturu koja omogućuje život na planetu. Tu uvodimo efekt staklenika. Kada sunčevo zračenje pogodi zemljinu površinu, vrati se gotovo napola u atmosferu da bi je istjeralo u svemir. Pa, komentirali smo da oblaci, zrak i druge atmosferske komponente apsorbiraju mali dio sunčevog zračenja. Međutim, ova apsorbirana količina nije dovoljna da bi se mogao održati stabilna temperatura i učiniti naš planet nastanjivim. Kako možemo živjeti s ovim temperaturama?

Takozvani staklenički plinovi su oni plinovi koji zadržavaju dio temperature koju emitira zemljina površina koja se vraća natrag u atmosferu. Staklenički plinovi su: vodena para, ugljični dioksid (CO2), dušikovi oksidi, sumporni oksidi, metan itd. Svaki staklenički plin ima različitu sposobnost apsorpcije sunčevog zračenja. Što više kapaciteta ima za upijanje zračenja, to će zadržati više topline i neće mu dopustiti povratak u svemir.

višak apsorbirane sunčeve radijacije uzrokuje globalno zagrijavanje i klimatske promjene

Kroz ljudsku povijest koncentracija stakleničkih plinova (uključujući najviše CO2) sve se više povećavala. Uslijedio je porast ovog povećanja industrijska revolucija i sagorijevanje fosilnih goriva u industriji, energetici i prometu. Izgaranje fosilnih goriva poput nafte i ugljena uzrokuje emisiju CO2 i metana. Ovi plinovi u sve većoj emisiji uzrokuju da zadržavaju veliku količinu sunčevog zračenja i ne dopuštaju njegovo vraćanje u svemir.

To je poznato kao efekt staklenika. Međutim, povećanje ovog učinka nazivamo staklenikom kontraproduktivno je, budući da ovo što radimo sve više i više povećava globalne prosječne temperature. Što je veća koncentracija ovih plinova koji apsorbiraju zračenje u atmosferi, oni će zadržati više topline, a time će i temperature rasti.

Sunčevo zračenje i klimatske promjene

Globalno zagrijavanje poznato je širom svijeta. Ovo povećanje temperatura uslijed velikog zadržavanja sunčevog zračenja uzrokuje promjenu globalne klime. To ne znači samo da će se prosječne temperature planeta povećati, već će se i klima i sve što za sobom povlačiti promijeniti.

Porast temperatura uzrokuje destabilizaciju zračnih struja, oceanskih masa, rasprostranjenost vrsta, sukcesiju godišnjih doba, porast ekstremnih meteoroloških pojava (poput suša, poplava, uragana ...) itd.. Zbog toga, da bismo stabilno vratili zračnu ravnotežu, moramo smanjiti emisiju stakleničkih plinova i povratiti klimu.


Budite prvi koji će komentirati

Ostavite svoj komentar

Vaša email adresa neće biti objavljen. Obavezna polja su označena s *

*

*

  1. Za podatke odgovoran: Miguel Ángel Gatón
  2. Svrha podataka: Kontrola neželjene pošte, upravljanje komentarima.
  3. Legitimacija: Vaš pristanak
  4. Komunikacija podataka: Podaci se neće dostavljati trećim stranama, osim po zakonskoj obvezi.
  5. Pohrana podataka: Baza podataka koju hostira Occentus Networks (EU)
  6. Prava: U bilo kojem trenutku možete ograničiti, oporaviti i izbrisati svoje podatke.