Saules radiācija

saules starojums, kas notiek uz zemes virsmas

Saules starojums ir svarīgs meteoroloģiskais mainīgais, kas kalpo, lai noteiktu "siltuma" daudzumu, ko mēs saņemsim no saules uz zemes virsmas. Šo saules starojuma daudzumu maina klimata pārmaiņas un siltumnīcefekta gāzu aizture.

Saules starojums spēj sildīt zemes virsmu un priekšmetus (pat mūsu) ar gandrīz gaisa sildīšanu. Turklāt šis mainīgais ir ļoti svarīgs, lai novērtētu mūsu paveikto darbu cīņā pret klimata pārmaiņām. Vai vēlaties uzzināt visu par saules starojumu?

Saules starojums iet caur atmosfēru

starojums no saules uz zemi

Atrodoties pludmalē vienā no šīm karstajām vasaras dienām, mēs gulējam "saulē". Paliekot dvielī ilgāk, mēs pamanām, kā mūsu ķermenis sasilst un paaugstina tā temperatūru, līdz mums ir jāiet vannā vai jāiet ēnā, jo mēs sadedzinām. Kas te noticis, ja gaiss nav tik karsts? Tas ir noticis saules stari ir izgājuši cauri mūsu atmosfērai un sildījuši ķermeni ar nelielu gaisa sildīšanu.

Kaut kas līdzīgs tam, kas notiek ar mums šajā situācijā, ir tas pats, kas notiek ar Zemi: Atmosfēra ir gandrīz “caurspīdīga” saules starojumam, bet Zemes virsma un citi ķermeņi, kas uz tās atrodas, to absorbē. Enerģija, ko Saule pārnes uz Zemi, ir tā dēvētā starojuma enerģija vai starojums. Radiācija pārvietojas pa kosmosu viļņu formā, kas pārvadā enerģiju. Atkarībā no enerģijas daudzuma, ko tie pārvadā, tie tiek klasificēti pa elektromagnētisko spektru. Mums ir visenerģētiskākie viļņi, piemēram, gamma, rentgena un ultravioletie, kā arī tie, kuriem ir mazāk enerģijas, piemēram, infrasarkanie, mikroviļņu un radioviļņi.

Visi ķermeņi izstaro starojumu

radiāciju izstaro visi ķermeņi atkarībā no to temperatūras

Visi ķermeņi izstaro starojumu, pamatojoties uz to temperatūru. To dod Stefana-Boltzmana likums kurā teikts, ka ķermeņa izstarotā enerģija ir tieši proporcionāla tā temperatūras ceturtajai jaudai. Tāpēc gan Saule, gan degošs koka gabals, gan mūsu pašu ķermenis, gan pat ledus gabals nepārtraukti izstaro enerģiju.

Tas liek mums uzdot sev jautājumu: kāpēc mēs spējam "redzēt" saules izstaroto starojumu vai degošo koka gabalu un vai mēs nevaram redzēt izstaroto starojumu, Zemes virsmu vai gabalu no ledus? Arī, tas lielā mērā ir atkarīgs no temperatūras, ko katrs no viņiem sasniedzun līdz ar to enerģijas daudzumu, ko tie galvenokārt izdala. Jo augstāku temperatūru ķermeņi sasniedz, jo lielāks enerģijas daudzums, ko tie izstaro viļņos, un tāpēc tie būs redzamāki.

Saule atrodas 6.000 K temperatūrā un izstaro starojumu galvenokārt redzamā diapazona viļņos (parasti pazīstami kā gaismas viļņi), tā izstaro arī ultravioleto starojumu (kurā ir vairāk enerģijas un tāpēc tā ilgstoši ietekmē mūsu ādu). Pārējais, ko tas izstaro, ir infrasarkanais starojums, ko cilvēka acs neuztver. Tāpēc mēs nevaram uztvert starojumu, ko izstaro mūsu ķermenis. Cilvēka ķermeņa temperatūra ir aptuveni 37 grādi pēc Celsija, un tā izstarotais starojums ir infrasarkanajā starā.

Kā darbojas saules starojums

saules starojuma līdzsvars, kas ietekmē zemes virsmu un tiek atgriezts kosmosā un saglabāts atmosfērā

Protams, zinot, ka ķermeņi nepārtraukti izstaro starojumu un enerģiju, jums ienāks vēl viens jautājums. Kāpēc, ja ķermeņi izstaro enerģiju un starojumu, tie pamazām neatdziest? Atbilde uz šo jautājumu ir vienkārša: kamēr viņi izstaro enerģiju, viņi to arī absorbē. Ir vēl viens likums, kas ir radiatīvā līdzsvara likums, kurš saka, ka objekts izstaro tikpat daudz enerģijas, cik absorbē, tāpēc viņi spēj uzturēt nemainīgu temperatūru.

Tādējādi mūsu zemes-atmosfēras sistēmā notiek virkne procesu, kuros enerģija tiek absorbēta, izstarota un atspoguļota tā, ka galīgais līdzsvars starp starojumu, kas no Saules sasniedz atmosfēras augšdaļu, un to, kas iziet kosmosā, ir nulle. Citiem vārdiem sakot, gada vidējā temperatūra paliek nemainīga. Saules starojumam nonākot uz Zemes, tā lielāko daļu absorbē Zemes virsma. Ļoti maz no notiekošā starojuma absorbē mākoņi un gaiss. Pārējo starojumu atspoguļo virsma, gāzes, mākoņi un tas tiek atgriezts kosmosā.

Radiācijas daudzums, ko ķermenis atspoguļo attiecībā pret krītošo starojumu, ir pazīstams kā “albedo”. Tāpēc mēs to varam teikt zemes-atmosfēras sistēmā albedo ir vidēji 30%. Nesen kritušajam sniegam vai dažiem augsti vertikāli attīstītiem gubu augļiem albedo ir tuvu 90%, savukārt tuksnešos ir aptuveni 25% un okeānos - aptuveni 10% (tie absorbē gandrīz visu radiāciju, kas tos sasniedz).

Kā mēs mērām radiāciju?

elektromagnētiskais spektrs un enerģijas viļņi

Lai izmērītu saules starojumu, ko mēs saņemam kādā brīdī, mēs izmantojam ierīci, ko sauc par piranometru. Šī sadaļa sastāv no sensora, kas noslēgts caurspīdīgā puslodē un pārraida visu ļoti maza viļņa garuma starojumu. Šim sensoram ir mainīgi melnbaltie segmenti, kas citādā veidā absorbē starojuma daudzumu. Temperatūras kontrasts starp šiem segmentiem tiek kalibrēts atbilstoši radiācijas plūsmai (mēra vatos uz kvadrātmetru).

Novērtējumu par saules starojuma daudzumu, ko mēs saņemam, var iegūt arī, izmērot mūsu pavadīto saules stundu skaitu. Lai to izdarītu, mēs izmantojam instrumentu, ko sauc par heliogrāfu. To veido stikla sfēra, kas orientēta uz ģeogrāfiskajiem dienvidiem, kas darbojas kā liels palielināms stikls, koncentrējot visu saņemto starojumu kvēlspuldzes punktā, kas sadedzina īpašu papīra lenti, kas graduēta ar dienas stundām.

Saules starojums un paaugstināts siltumnīcas efekts

paaugstināts siltumnīcas efekts palielina atmosfērā absorbētā starojuma daudzumu un paaugstina temperatūru

Iepriekš mēs minējām, ka Saules starojuma daudzums, kas nonāk Zemē un atstāj, ir vienāds. Tas nav pilnīgi taisnība, jo, ja tā, mūsu planētas vidējā temperatūra pasaulē būtu -88 grādi. Mums ir nepieciešams kaut kas, kas mums palīdzētu saglabāt siltumu, lai būtu tik patīkama un apdzīvojama temperatūra, kas padara dzīvi iespējamu uz planētas. Tur mēs ieviešam siltumnīcas efektu. Kad saules starojums nokļūst Zemes virsmā, tas gandrīz pusi atgriežas atmosfērā, lai to izstumtu kosmosā. Nu, mēs esam komentējuši, ka mākoņi, gaiss un citi atmosfēras komponenti absorbē nelielu daļu no saules starojuma. Tomēr šis absorbētais daudzums nav pietiekams, lai varētu uzturēt stabilu temperatūru un padarīt mūsu planētu apdzīvojamu. Kā mēs varam dzīvot ar šīm temperatūrām?

Tā sauktās siltumnīcas gāzes ir tās gāzes, kas saglabā daļu no zemes virsmas izstarotās temperatūras, kas atgriežas atmosfērā. Siltumnīcas efektu izraisošās gāzes ir: ūdens tvaiki, oglekļa dioksīds (CO2), slāpekļa oksīdi, sēra oksīdi, metāns utt. Katrai siltumnīcefekta gāzei ir atšķirīga spēja absorbēt saules starojumu. Jo lielāka spēja absorbēt radiāciju, jo vairāk siltuma tas saglabās un neļaus tam atgriezties kosmosā.

absorbētā saules starojuma pārpalikums izraisa globālo sasilšanu un klimata izmaiņas

Visā cilvēces vēsturē arvien vairāk palielinās siltumnīcefekta gāzu (ieskaitot lielāko CO2 daudzumu) koncentrācija. Šis pieaugums ir saistīts ar pieaugumu rūpniecības revolūcija un fosilā kurināmā sadedzināšana rūpniecībā, enerģētikā un transportā. Fosilā kurināmā, piemēram, naftas un ogļu, sadedzināšana izraisa CO2 un metāna emisijas. Šīs gāzes, palielinoties emisijai, liek tām saglabāt lielu daudzumu saules starojuma un neļauj to atgriezt kosmosā.

Tas ir pazīstams kā siltumnīcas efekts. Tomēr, palielinot šo efektu, mēs saucam par siltumnīcu tas ir neproduktīvi, jo tas, ko mēs darām, arvien vairāk paaugstina vidējo temperatūru pasaulē. Jo vairāk šo radiāciju absorbējošo gāzu koncentrācija atmosfērā, jo vairāk siltuma tie saglabāsies, un tāpēc augstāka temperatūra paaugstināsies.

Saules starojums un klimata izmaiņas

Globālā sasilšana ir pazīstama visā pasaulē. Šis temperatūras pieaugums lielā saules starojuma noturēšanas dēļ rada izmaiņas globālajā klimatā. Tas nozīmē ne tikai to, ka planētas vidējā temperatūra paaugstināsies, bet arī mainīsies klimats un viss, kas ar to saistīts.

Temperatūras paaugstināšanās izraisa destabilizāciju gaisa straumēs, okeāna masās, sugu izplatībā, gadalaiku secībā, ekstremālu meteoroloģisko parādību (piemēram, sausuma, plūdu, viesuļvētru ...) pieaugumā utt.. Tāpēc, lai stabilā veidā atgūtu starojuma līdzsvaru, mums jāsamazina siltumnīcefekta gāzu emisijas un jāatgūst klimats.


Esi pirmais, kas komentārus

Atstājiet savu komentāru

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti ar *

*

*

  1. Atbildīgais par datiem: Migels Ángels Gatóns
  2. Datu mērķis: SPAM kontrole, komentāru pārvaldība.
  3. Legitimācija: jūsu piekrišana
  4. Datu paziņošana: Dati netiks paziņoti trešām personām, izņemot juridiskus pienākumus.
  5. Datu glabāšana: datu bāze, ko mitina Occentus Networks (ES)
  6. Tiesības: jebkurā laikā varat ierobežot, atjaunot un dzēst savu informāciju.