Alles wat u moet weet oor sonstraling | Netwerk meteorologie
Sonstraling is 'n belangrike meteorologiese veranderlike wat die hoeveelheid "hitte" wat ons van die son op die aarde sal ontvang, bepaal. Hierdie hoeveelheid sonbestraling word verander deur klimaatsverandering en die behoud van kweekhuisgasse.
Sonstraling kan die oppervlak van die grond en voorwerpe verhit (selfs ons s'n) wat die lug skaars verhit. Verder is hierdie veranderlike baie belangrik om die werk wat ons doen in die stryd teen klimaatsverandering te beoordeel. Wil u alles oor sonstraling weet?
1 Sonstraling gaan deur die atmosfeer
2 Alle liggame straal uit
3 Hoe sonstraling werk
4 Hoe meet ons bestraling?
5 Sonstraling en verhoogde kweekhuiseffek
6 Sonstraling en klimaatsverandering
Sonstraling gaan deur die atmosfeer
As ons op een van hierdie warm somersdae op die strand is, gaan lê ons 'na die son'. Terwyl ons langer in die handdoek bly, merk ons ​​op hoe ons liggaam opwarm en die temperatuur verhoog, totdat ons moet bad of in die skaduwee moet kom omdat ons verbrand. Wat het hier gebeur as die lug nie so warm is nie? Wat gebeur het, is dat die sonstrale het deur ons atmosfeer gegaan en ons liggaam warm gemaak met min lugverhitting.
Iets soortgelyk aan wat in hierdie situasie met ons gebeur, is wat met die aarde gebeur: die atmosfeer is amper 'deursigtig' vir sonstraling, maar die aarde se oppervlak en ander liggame wat daarop geleë is, absorbeer dit wel. Die energie wat deur die son na die aarde oorgedra word, is wat bekend staan ​​as stralingsenergie of -straling. Straling beweeg deur die ruimte in die vorm van golwe wat energie dra. Afhangend van die hoeveelheid energie wat hulle dra, word dit volgens die elektromagnetiese spektrum geklassifiseer. Ons het van die mees energieke golwe soos gammastrale, X-strale en ultraviolet, sowel as golwe met minder energie soos infrarooi, mikrogolwe en radiogolwe.
Alle liggame straal uit
Alle liggame straal uit op grond van hul temperatuur. Dit word gegee deur Stefan-Boltzmann se wet wat verklaar dat die energie wat deur 'n liggaam vrygestel word, direk eweredig is aan die vierde krag van sy temperatuur. Dit is die rede waarom beide die son, 'n brandende stuk hout, ons eie liggaam en selfs 'n stuk ys deurlopend energie uitstraal.
Dit lei daartoe dat ons onsself 'n vraag afvra: waarom is ons in staat om die straling wat deur die son of die brandende stuk hout uitgestraal word, te "sien" en kan ons nie die uitstraling van die aarde of die stuk van ys? Ook, dit hang grootliks af van die temperatuur wat elkeen bereiken dus die hoeveelheid energie wat hulle hoofsaaklik uitstraal. Hoe hoër die liggaamstemperatuur, hoe groter is die hoeveelheid energie wat hulle in hul golwe uitstraal, en daarom sal dit meer sigbaar wees.
Die son het 'n temperatuur van 6.000 XNUMX K en straal hoofsaaklik uit in golwe van die sigbare gebied (algemeen bekend as liggolwe), dit straal ook ultravioletstraling uit (wat meer energie het en daarom verbrand dit ons vel tydens lang blootstelling) en Die res wat dit uitstraal, is infrarooi bestraling wat nie deur die menslike oog waargeneem word nie. Daarom kan ons nie die straling wat ons liggaam uitstraal, waarneem nie. Die menslike liggaam het ongeveer 37 grade Celsius en die straling wat dit uitstraal is in die infrarooi.
Hoe sonstraling werk
As u weet dat liggame voortdurend bestraling en energie uitstraal, sal dit u nog 'n vraag laat ontstaan. Waarom, as liggame energie en bestraling uitstraal, nie geleidelik afkoel nie? Die antwoord op hierdie vraag is eenvoudig: terwyl hulle energie uitstraal, absorbeer hulle dit ook. Daar is 'n ander wet: die stralingsbalans, wat sê dat 'n voorwerp dieselfde hoeveelheid energie vrystel as wat dit absorbeer, daarom kan hulle 'n konstante temperatuur handhaaf.
Dus vind daar in ons aardatmosfeerstelsel 'n reeks prosesse plaas waarin energie geabsorbeer, uitgestraal en weerspieël word, sodat die finale balans tussen die straling wat die top van die atmosfeer vanaf die son bereik en dit wat in die buitenste ruimte uitgaan, is nul. Met ander woorde, die gemiddelde jaarlikse temperatuur bly konstant. Wanneer sonstraling die aarde binnedring, word dit meestal deur die aardoppervlak geabsorbeer. Baie min van die invallende bestraling word deur wolke en lug geabsorbeer. Die res van die bestraling word gereflekteer deur die oppervlak, gasse, wolke en word teruggevoer na die buitenste ruimte.
Die hoeveelheid straling wat deur 'n liggaam weerspieël word in verhouding tot die invallende bestraling staan ​​bekend as 'albedo'. Daarom kan ons dit sê die aardatmosfeerstelsel het 'n gemiddelde albedo van 30%. Onlangse gevalle sneeu of 'n baie vertikaal ontwikkelde cumulonimbus het 'n albedo byna 90%, terwyl woestyne ongeveer 25% het en die oseane ongeveer 10% (hulle absorbeer byna al die straling wat hulle bereik).
Hoe meet ons bestraling?
Om die sonstraling wat ons op 'n stadium ontvang, te meet, gebruik ons ​​'n toestel genaamd 'n piranometer. Hierdie gedeelte bestaan ​​uit 'n sensor wat in 'n deursigtige halfrond toegesluit is wat alle straling van 'n baie klein golflengte oordra. Hierdie sensor het afwisselende swart en wit segmente wat die hoeveelheid straling op 'n ander manier absorbeer. Die temperatuurkontras tussen hierdie segmente word gekalibreer volgens die stralingsvloei (gemeet in watt per vierkante meter).
'N Skatting van die hoeveelheid sonstraling wat ons ontvang, kan ook verkry word deur die hoeveelheid sonskynure te meet. Om dit te doen, gebruik ons ​​'n instrument genaamd 'n heliografie. Dit word gevorm deur 'n glassfeer gerig op die geografiese suide, wat dien as 'n groot vergrootglas, wat al die straling konsentreer in 'n gloeilamp wat 'n spesiale papierband verbrand wat met die ure van die dag gegradueer is.
Sonstraling en verhoogde kweekhuiseffek
Ons het vroeër genoem dat die hoeveelheid sonstraling wat die aarde binnedring en wat vertrek dieselfde is. Dit is nie heeltemal waar nie, want dan sal die wêreldtemperatuur van ons planeet -88 grade wees. Ons het iets nodig om ons hitte te behou om so 'n aangename en bewoonbare temperatuur te hê wat die lewe op die planeet moontlik maak. Dit is waar ons die kweekhuiseffek bekendstel. Wanneer sonstraling die aarde se oppervlak tref, keer dit amper die helfte terug na die atmosfeer om dit na die buitenste ruimte te verdryf. Wel, ons het opgemerk dat wolke, lug en ander atmosferiese komponente 'n klein deel van sonstraling absorbeer. Hierdie geabsorbeer hoeveelheid is egter nie genoeg om 'n stabiele temperatuur te kan handhaaf en ons planeet bewoonbaar te maak nie. Hoe kan ons met hierdie temperature saamleef?
Die sogenaamde kweekhuisgasse is die gasse wat 'n deel van die temperatuur wat deur die aardoppervlak vrygestel word, behou wat terugkeer na die atmosfeer. Kweekhuisgasse is: waterdamp, koolstofdioksied (CO2), stikstofoksiede, swaeloksiede, metaan, ens. Elke kweekhuisgas het 'n ander vermoë om sonstraling op te neem. Hoe meer kapasiteit dit het om straling te absorbeer, hoe meer hitte behou dit en laat dit nie terugkeer na die buitenste ruimte nie.
Gedurende die mensegeskiedenis neem die konsentrasie van kweekhuisgasse (met inbegrip van die meeste CO2) al hoe meer toe. Die styging van hierdie toename is die gevolg die industriële rewolusie en die verbranding van fossielbrandstowwe in die nywerheid, energie en vervoer. Die verbranding van fossielbrandstowwe soos olie en steenkool veroorsaak CO2- en metaanvrystellings. Hierdie gasse wat toenemend vrygestel word, veroorsaak dat hulle 'n groot hoeveelheid sonstraling behou en dit nie toelaat om dit na die buitenste ruimte terug te plaas nie.
Dit staan ​​bekend as die kweekhuiseffek. As ons hierdie effek verhoog, noem ons egter kweekhuis dit is teenproduktief, aangesien ons besig is om die wêreldgemiddelde temperature al hoe meer te verhoog. Hoe meer konsentrasie in die atmosfeer van hierdie gasse wat bestraling absorbeer, hoe meer hitte sal hulle behou en dus hoe hoër sal die temperature styg.
Sonstraling en klimaatsverandering
Aardverwarming is wêreldwyd bekend. Hierdie toename in temperature as gevolg van die groot behoud van sonstraling veroorsaak 'n verandering in die wêreldklimaat. Dit beteken nie net dat die gemiddelde temperature van die planeet sal styg nie, maar dat die klimaat en alles wat daarmee saamgaan, sal verander.
Die toename in temperature veroorsaak destabilisering in lugstrome, oseaniese massas, spesieverdeling, opeenvolging van seisoene, toename in uiterste meteorologiese verskynsels (soos droogtes, oorstromings, orkane ...), ens.. Daarom moet ons die uitstoot van kweekhuisgasse verminder en ons klimaat herwin om ons stralingsbalans weer stabiel te kry.