Сунчево зрачење

инцидент сунчевог зрачења на површини земље

Соларно зрачење је важна метеоролошка променљива која служи за познавање количине „топлоте“ коју ћемо добити од сунца на земљиној површини. Ову количину сунчевог зрачења мењају климатске промене и задржавање стакленичких гасова.

Соларно зрачење је способно да загреје површину тла и предмете (чак и наш) са једва грејањем ваздуха. Штавише, ова променљива је веома важна за процену посла који радимо у борби против климатских промена. Да ли желите да знате све о сунчевом зрачењу?

Соларно зрачење пролази кроз атмосферу

зрачење од сунца до земље

Када смо на плажи у једном од ових врелих летњих дана, легнемо „до сунца“. Како дуже остајемо у пешкиру, примећујемо како се наше тело загрева и повећава температуру, све док не треба да се окупамо или ставимо у сенку јер се опечемо. Шта се овде догодило, ако ваздух није тако врућ? Оно што се догодило је то сунчеви зраци су прошли кроз нашу атмосферу и загрејали наша тела са готово никаквим загревањем ваздуха.

Нешто слично ономе што се нама дешава у овој ситуацији је оно што се догађа са Земљом: Атмосфера је готово „прозирна“ за сунчево зрачење, али Земљина површина и друга тела која се налазе на њој то апсорбују. Енергија коју Сунце преноси на Земљу је оно што је познато као енергија зрачења или зрачење. Зрачење путује кроз свемир у облику таласа који носе енергију. У зависности од количине енергије коју носе, класификују се дуж електромагнетног спектра. Имамо од најенергичнијих таласа попут гама зрака, Кс зрака и ултраљубичастог зрака, као и оних са мање енергије као што су инфрацрвени, микроталаси и радио таласи.

Сва тела емитују зрачење

зрачења емитују сва тела у зависности од њихове температуре

Сва тела емитују зрачење на основу своје температуре. Ово даје Стефан-Болтзманнов закон који каже да је енергија коју тело емитује директно пропорционална четвртој степени његове температуре. Због тога и Сунце, запаљени комад дрвета, наше тело, па чак и комад леда зраче енергијом у континуитету.

То нас наводи на постављање питања: зашто смо у стању да „видимо“ зрачење које емитује сунце или запаљени комад дрвета, а нисмо у стању да видимо зрачење које емитујемо, површину Земље или комад леда? Такође, ово у великој мери зависи од температуре коју постиже сваки од њих, а самим тим и количину енергије коју они претежно емитују. Што више тела постигну температуру, већу количину енергије коју емитују у својим таласима, и зато ће бити видљивији.

Сунце је на температури од 6.000 К и зрачи зрачење углавном у таласима видљивог опсега (општепознатог као светлосни таласи), емитује и ултраљубичасто зрачење (које има више енергије и зато нам сагорева кожу при дугим излагањима) и остало што емитује је инфрацрвено зрачење које људско око не перципира. Због тога не можемо да опазимо зрачење које наше тело емитује. Људско тело се налази на око 37 степени Целзијуса, а зрачење које емитује је у инфрацрвеном зрачењу.

Како делује сунчево зрачење

равнотежа сунчевог зрачења која утиче на површину земље и враћа се у свемир и задржава у атмосфери

Сигурно ће вам сазнање да тела непрестано емитују зрачење и енергију довести још једно питање у главу. Зашто се тела, ако емитују енергију и зрачење, не постепено охладе? Одговор на ово питање је једноставан: док емитују енергију, они је такође апсорбују. Постоји још један закон, а то је онај радијационе равнотеже, који каже да објекат емитује исту количину енергије коју апсорбује, због чега су у стању да одржавају константну температуру.

Дакле, у нашем систему земаљске атмосфере одвија се низ процеса у којима се енергија апсорбује, емитује и одражава, тако да коначна равнотежа између зрачења које доспева на врх атмосфере од Сунца и оног које излази у свемир је нула. Другим речима, просечна годишња температура остаје константна. Када сунчево зрачење уђе у Земљу, већи део Земље апсорбује површина. Веома мало упадног зрачења апсорбују облаци и ваздух. Остатак зрачења одбија се од површине, гасова, облака и враћа се у свемир.

Количина зрачења које тело одбија у односу на упадно зрачење позната је под називом „албедо“. Стога то можемо рећи систем земља-атмосфера има просечни албедо од 30%. Новопали снег или неки високо вертикално развијени кумулонимбус имају албедо близу 90%, док пустиње имају око 25%, а океани око 10% (апсорбују готово све зрачење које доспе у њих).

Како меримо зрачење?

електромагнетни спектар и енергетски таласи

За мерење сунчевог зрачења које примамо у одређеном тренутку користимо уређај који се назива пиранометар. Овај одељак се састоји од сензора затвореног у прозирну хемисферу који пропушта сва зрачења врло мале таласне дужине. Овај сензор има наизменично црне и беле сегменте који на другачији начин апсорбују количину зрачења. Контраст температуре између ових сегмената се калибрише у складу са флуксом зрачења (мерено у ватима по квадратном метру).

Процена количине сунчевог зрачења које примимо такође се може добити мерењем броја сунчаних сати које имамо. Да бисмо то урадили, користимо инструмент који се назива хелиограф. Ово је формирано од стаклене сфере оријентисане према географском југу, која делује као велика повећала, концентришући све зрачење примљено у ужареној тачки која сагорева на посебној папирној траци градуираној са сатима дана.

Соларно зрачење и повећани ефекат стаклене баште

повећани ефекат стаклене баште повећава количину зрачења апсорбованог у атмосфери и повећава температуре

Раније смо споменули да је количина сунчевог зрачења која улази у Земљу и она која одлази иста. То није у потпуности тачно, јер ако је тако, глобална просечна температура наше планете била би -88 степени. Треба нам нешто што ће нам помоћи да задржимо топлоту да бисмо могли да имамо тако пријатну и усељиву температуру која омогућава живот на планети. Ту уводимо ефекат стаклене баште. Када сунчево зрачење погоди Земљину површину, врати се готово упола назад у атмосферу да би је избацило у свемир. Па, коментарисали смо да облаци, ваздух и друге атмосферске компоненте апсорбују мали део сунчевог зрачења. Међутим, ова апсорбована количина није довољна да би могла да одржи стабилну температуру и учини нашу планету погодном за живот. Како можемо живети са овим температурама?

Такозвани гасови са ефектом стаклене баште су они гасови који задржавају део температуре коју емитује земаљска површина и који се враћа у атмосферу. Стакленички гасови су: водена пара, угљен-диоксид (ЦО2), азотни оксиди, сумпор-оксиди, метан итд. Сваки гас са ефектом стаклене баште има различиту способност апсорпције сунчевог зрачења. Што више капацитета има за упијање зрачења, то ће задржати више топлоте и неће му омогућити повратак у свемир.

вишак апсорбованог сунчевог зрачења узрокује глобално загревање и климатске промене

Током људске историје концентрација гасова са ефектом стаклене баште (укључујући и највише ЦО2) се све више повећавала. Услед овог пораста је индустријска револуција и сагоревање фосилних горива у индустрији, енергетици и транспорту. Изгарање фосилних горива попут нафте и угља узрокује емисију ЦО2 и метана. Ови гасови у све већој емисији узрокују да задрже велику количину сунчевог зрачења и не дозвољавају његово враћање у свемир.

Ово је познато као ефекат стаклене баште. Међутим, повећавајући овај ефекат називамо стаклеником контрапродуктивно је, јер ово што радимо све више и више повећава просечне глобалне температуре. Што је већа концентрација ових гасова који апсорбују зрачење у атмосфери, више топлоте ће задржати и, према томе, веће температуре ће расти.

Соларно зрачење и климатске промене

Глобално загревање је познато широм света. Ово повећање температура услед великог задржавања сунчевог зрачења узрокује промену глобалне климе. То не значи само да ће се повећати просечне температуре планете, већ ће се променити клима и све што за собом повлачи.

Повећање температура узрокује дестабилизацију ваздушних струја, океанских маса, распрострањеност врста, сукцесију годишњих доба, пораст екстремних метеоролошких појава (попут суша, поплава, урагана ...) итд.. Због тога, да бисмо стабилно вратили своју радијациону равнотежу, морамо смањити емисију стакленичких гасова и повратити климу.


Будите први који ће коментарисати

Оставите свој коментар

Ваша емаил адреса неће бити објављена. Обавезна поља су означена са *

*

*

  1. За податке одговоран: Мигуел Ангел Гатон
  2. Сврха података: Контрола нежељене поште, управљање коментарима.
  3. Легитимација: Ваш пристанак
  4. Комуникација података: Подаци се неће преносити трећим лицима, осим по законској обавези.
  5. Похрана података: База података коју хостује Оццентус Нетворкс (ЕУ)
  6. Права: У било ком тренутку можете ограничити, опоравити и избрисати своје податке.