El albedo Είναι η σχέση μεταξύ της ανακλώμενης και της προσπίπτουσας ενέργειας στο μήκος κύματος του ορατού φωτός, που κάνει τους πλανήτες να λάμπουν. Δεδομένου ότι οι πλανήτες δεν διαθέτουν ενέργεια, αντανακλούν ένα μέρος του φωτός που λαμβάνουν από τον Ήλιο κλίση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και φύση της ανακλώσας επιφάνειας. Με απλά λόγια, η ικανότητα μιας επιφάνειας να ανακλά σχετίζεται άμεσα με το χρώμα της: ένα ελαφρύ σώμα αντανακλά περισσότερο φως από ένα σκοτεινό σώμα. Αυτή η ιδιότητα έχει σημαντικές επιπτώσεις στην κλιματολογία και στη μελέτη του κλιματικές αλλαγές με την πάροδο του χρόνου.
Για παράδειγμα, το άλμπεντο του χιονισμένου εδάφους είναι σημαντικά μεγαλύτερο από αυτό ενός λιβαδιού. Το χιόνι έχει ένα μέσο άλμπεντο 0,7, ενώ το άλμπεντο ενός καταπράσινου δάσους είναι μόνο 0,2. Αυτό σημαίνει ότι το 70% της ηλιακής ενέργειας που προσπίπτει στο χιόνι αντανακλάται πίσω στο διάστημα, ενώ μόνο το 20% αντανακλάται στην περίπτωση των δασών. Σε πλανητικό επίπεδο, το το μέσο albedo της Γης είναι περίπου 0,3, που δείχνει ότι περίπου 30% της ηλιακής ενέργειας που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα επιστρέφει στο διάστημα με τη μορφή άμεσης ακτινοβολίας. Αυτό το ποσοστό είναι απαραίτητο για την κατανόηση του ενεργειακό ισοζύγιο από τη γη.
Το άλμπεντο των ηπείρων είναι περίπου 34%, ενώ αυτή των ωκεανών φτάνει α 26%, και αυτή των νεφών μεσαίου και χαμηλού υψομέτρου βρίσκεται μεταξύ των 50% και 70%. Αυτές οι παραλλαγές στο albedo είναι θεμελιώδεις για το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης και, επομένως, για τη ρύθμιση του κλίματος της. Το Albedo όχι μόνο καθορίζει πώς ανακλάται το φως, αλλά έχει επίσης σημαντικό αντίκτυπο στην παγκόσμια θερμοκρασία και το κλίμα.
Όσον αφορά το ενεργειακό ισοζύγιο, σε πλανητική κλίμακα διαπιστώνεται ότι η ισορροπία είναι ίση με μηδέν. Ωστόσο, σε διαφορετικές περιοχές της επιφάνειας της Γης, αυτή η ισορροπία απέχει πολύ από το να είναι σταθερή. Υπάρχουν περιοχές που λαμβάνουν περισσότερη ενέργεια από ό,τι εκπέμπουν, ενώ άλλες εκπέμπουν περισσότερη από ό,τι λαμβάνουν. Γενικά, τα ενεργειακά ισοζύγια τείνουν να είναι πλεονασματικά σε περιοχές που βρίσκονται μεταξύ των παράλληλες 35º και 40º. Σε αυτά τα γεωγραφικά πλάτη, οι εισροές και οι εκροές ενέργειας είναι ίσες και πέρα από αυτά τα παράλληλα, η ισορροπία καθίσταται ελλιπής. Το φαινόμενο αυτό σχετίζεται με την την αλλαγή του κλίματος παγκόσμια
Οι διακυμάνσεις στην ποσότητα της ενέργειας που λαμβάνεται και εκπέμπεται είναι ζωτικής σημασίας, καθώς επηρεάζουν άμεσα την θέρμανση o ψύξη του αέρα, και αποτελούν καθοριστικούς παράγοντες στην κατανομή των διαφορετικών κλιμάτων και στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία. Η κατανόηση του albedo και της ενεργειακής ισορροπίας της Γης είναι απαραίτητη για την ανάλυση του τρόπου με τον οποίο αυτά τα στοιχεία αλληλεπιδρούν και επηρεάζουν το παγκόσμιο κλίμα.
El παγκόσμιο ισοζύγιο ακτινοβολίας αναφέρεται στη διαφορά μεταξύ της ηλιακής ενέργειας που φτάνει στην ατμόσφαιρα και της ενέργειας που χάνεται στο διάστημα. Σε συνθήκες σταθερής κατάστασης, οι απώλειες ενέργειας είναι ίσες με τις εισροές. Ωστόσο, σε τοπικό επίπεδο, παρατηρείται ότι σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, η ακτινοβολούμενη ενέργεια τείνει να είναι μεγαλύτερη από την λαμβανόμενη ενέργεια και αντίστροφα σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη. Αυτή η ανισορροπία αντισταθμίζεται από μηχανισμούς μεταφοράς θερμότητας, οι οποίοι περιλαμβάνουν ατμοσφαιρική κυκλοφορία (άνεμοι) και το ωκεάνια κυκλοφορία στο πλαίσιο της υπερθέρμανσης του πλανήτη.
Η Γη, στο ανώτερο όριο της ατμόσφαιράς της, δέχεται μια σχετικά σταθερή ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας, που υπολογίζεται σε 2 θερμίδες/cm² ανά λεπτό, γνωστό ως το ηλιακή σταθερά. Αυτή η ποσότητα ενέργειας είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του πλανήτη μας. Η ακτινοβολία που εξέρχεται από τη Γη χωρίζεται σε διάφορες κατηγορίες:
- Ακτινοβολία βραχέων κυμάτων: Αυτή η μορφή ακτινοβολίας αντιστοιχεί στην ενέργεια που ανακλάται από την επιφάνεια της Γης, η οποία περιλαμβάνει ωκεανούς, έδαφος, σύννεφα και σωματίδια στην ατμόσφαιρα. Το άλμπεδο αντιπροσωπεύει περίπου το 30% της συνολικής ακτινοβολίας, αν και αυτή η τιμή μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το χρόνο και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες.
- Ακτινοβολία μακρών κυμάτων: Αυτό το είδος ακτινοβολίας αναφέρεται στη θερμική ενέργεια που εκπέμπεται από τη Γη, κυρίως με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Η ατμόσφαιρα διατηρεί μέρος αυτής της ακτινοβολίας, συμβάλλοντας στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και επηρεάζοντας την παγκόσμια θερμοκρασία.
Ο νόμος του Stefan-Boltzmann Διαπιστώνει ότι η ποσότητα ενέργειας που εκπέμπεται από ένα μαύρο σώμα, όπως υποτίθεται ότι είναι η Γη σε αυτό το πλαίσιο, σχετίζεται με την τέταρτη δύναμη της θερμοκρασίας του σε Kelvin. Κατά την αξιολόγηση του ενεργειακού ισοζυγίου της Γης, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη πώς η ενέργεια που απορροφάται αντιστοιχίζεται με την ενέργεια που ακτινοβολείται πίσω στο διάστημα. Εάν η Γη λάβει περισσότερη ενέργεια από αυτή που εκπέμπει, η θερμοκρασία της θα αυξηθεί, ενώ εάν εκπέμπει περισσότερη από αυτή που λαμβάνει, η θερμοκρασία της θα μειωθεί. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για να κατανοήσουμε πώς οι άνθρωποι έχουν αλλάξει το ενεργειακό ισοζύγιο.
Η ατμόσφαιρα παίζει καθοριστικό ρόλο σε αυτό το ενεργειακό ισοζύγιο, αφού το αέρια θερμοκηπίου, όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο, παγιδεύουν μέρος της εκπεμπόμενης υπέρυθρης ακτινοβολίας, η οποία θερμαίνει περαιτέρω τον πλανήτη. Αυτό το φαινόμενο είναι απαραίτητο για την κατανόηση του την αλλαγή του κλίματος και πώς η ανθρώπινη δραστηριότητα έχει αλλάξει αυτή τη φυσική ισορροπία, ένα θέμα που έχει συζητηθεί σε βάθος σε αρκετές μελέτες.
El ακτινοβολία αναφέρεται στη μεταβολή του ενεργειακού ισοζυγίου της Γης λόγω εξωτερικών παραγόντων. Μετριέται σε watt ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m²) και μπορεί να είναι θετικό (προκαλώντας θέρμανση) ή αρνητικό (προκαλώντας ψύξη). Οι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την ακτινοβολία περιλαμβάνουν:
- Συγκέντρωση αερίων θερμοκηπίου: Η αύξηση των αερίων όπως CO2, CH4 και N2O παγιδεύει θερμότητα στην ατμόσφαιρα, γεγονός που αυξάνει τη θετική ισχύ ακτινοβολίας.
- Σπρέι αεροζόλ: Ανάλογα με τη σύνθεσή τους, τα αερολύματα μπορεί να έχουν θετική ή αρνητική ακτινοβολία. Για παράδειγμα, τα θειικά αερολύματα τείνουν να αντανακλούν την ηλιακή ακτινοβολία πίσω στο διάστημα, ενώ η αιθάλη μπορεί να θερμάνει την ατμόσφαιρα.
- Αλλαγές στη χρήση γης: Δραστηριότητες όπως η αποψίλωση των δασών αλλάζουν το albedo της επιφάνειας της Γης, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζει την ακτινοβολία. Η μείωση των δασικών εκτάσεων γενικά αυξάνει το albedo και επομένως θα μπορούσε να μειώσει την υπερθέρμανση.
- Ηλιακές παραλλαγές: Οι αλλαγές στην ηλιακή δραστηριότητα επηρεάζουν επίσης την ακτινοβολία, αν και αυτές οι επιπτώσεις είναι γενικά μικρές σε σύγκριση με τις επιπτώσεις των συγκεντρώσεων αερίων θερμοκηπίου στο πλαίσιο της Υπερθέρμανση του πλανήτη.
El ακτινοβολία Είναι μια κεντρική έννοια στην κλιματολογία, καθώς μας επιτρέπει να ποσοτικοποιήσουμε την επίδραση διαφορετικών παραγόντων στο ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Σύμφωνα με την έκθεση του IPCC, η ανθρωπογενής ακτινοβολία το 2011, σε σύγκριση με το 1750, ήταν 2,29 W/m², υποδηλώνοντας ταχύτερη αύξηση από το 1970 λόγω των αυξημένων συγκεντρώσεων αερίων θερμοκηπίου. Αυτό είναι κρίσιμο για την κατανόηση της εξέλιξης του .
Αυτή η επιβολή είναι απαραίτητη για τη μοντελοποίηση της κλιματικής αλλαγής και την πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο οι αλλαγές στο ενεργειακό ισοζύγιο μπορεί να επηρεάσουν τις παγκόσμιες θερμοκρασίες στο μέλλον. Τα τρέχοντα κλιματικά μοντέλα θεωρούν την ακτινοβολία ως μία από τις κύριες μεταβλητές που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την κατανόηση και τον μετριασμό των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής.
Πρέπει να ελέγξετε την τιμή της εξωγήινης ηλιακής ακτινοβολίας. Isc = 1367 W / m ^ 2