Albedo og energibalance: Grundlæggende og klimatisk relevans

El albedo Det er forholdet mellem den reflekterede og indfaldende energi i bølgelængden af ​​synligt lys, som får planeterne til at skinne. Da planeter ikke selv besidder energi, reflekterer de en del af det lys, de modtager fra Solen. Albedoen er ikke en konstant værdi og varierer i henhold til flere faktorer, primært hændelsens hældning og arten af ​​den reflekterende overflade. Enkelt sagt er en overflades evne til at reflektere direkte relateret til dens farve: et let legeme reflekterer mere lys end et mørkt legeme. Denne egenskab har vigtige implikationer i klimatologi og i studiet af klimatiske ændringer over tid.

For eksempel er albedoen for snedækket jord betydeligt større end for en eng. Sne har en gennemsnitlig albedo på 0,7, mens en grøn skovs albedo kun er 0,2. Det betyder, at 70 % af solenergien, der falder på sne, reflekteres tilbage i rummet, mens kun 20 % afspejles i skovenes tilfælde. På det planetariske niveau er Jordens albedo er ca. 0,3, hvilket indikerer, at ca 30 % af solenergien, der kommer ind i atmosfæren, returneres til rummet i form af direkte stråling. Denne procentdel er afgørende for at forstå energibalance fra jorden.

Kontinenternes albedo er ca 34 %, mens den af ​​oceanerne når en 26 %, og skyerne i mellem og lav højde er placeret mellem 50 % og 70 %. Disse variationer i albedo er grundlæggende for energibalance af Jorden og derfor til regulering af dens klima. Albedo definerer ikke kun, hvordan lys reflekteres, men har også en væsentlig indflydelse på den globale temperatur og klima.

Med hensyn til energibalance, på en planetarisk skala fastslås det, at balancen er lig nul; Men i forskellige områder af jordens overflade er denne balance langt fra konstant. Der er områder, der modtager mere energi, end de udsender, mens andre udsender mere, end de modtager. Generelt har energibalancerne en tendens til at være i overskud i regioner beliggende mellem paralleller 35º og 40º. På disse breddegrader er energiinput og -output ens, og ud over disse paralleller bliver balancen mangelfuld. Dette fænomen er relateret til klimaændringer global.

Variationer i mængden af ​​modtaget og udsendt energi er afgørende, da de direkte påvirker varmer op o køler ned af luften, og er bestemmende faktorer i fordelingen af ​​forskellige klimaer og i atmosfærisk cirkulation. At forstå albedo og Jordens energibalance er afgørende for at analysere, hvordan disse elementer interagerer og påvirker det globale klima.

El global strålingsbalance refererer til forskellen mellem solenergi, der når atmosfæren, og den energi, der går tabt til rummet. Under steady-state forhold er energitab lig med input. På lokalt plan observeres det dog, at udstrålet energi på høje breddegrader har en tendens til at være større end modtaget energi, og omvendt på lavere breddegrader. Denne ubalance kompenseres af varmetransportmekanismer, som bl.a atmosfærisk cirkulation (vind) og havets cirkulation i forbindelse med global opvarmning.

Jorden, ved den øvre grænse af sin atmosfære, modtager en relativt konstant mængde solstråling, anslået til 2 kalorier/cm² pr. minut, kendt som solkonstant. Denne mængde energi er afgørende for at opretholde temperaturen på vores planet. Stråling, der forlader Jorden, er opdelt i forskellige kategorier:

• Kortbølget stråling: Denne form for stråling svarer til den energi, der reflekteres af Jordens overflade, som omfatter oceaner, jord, skyer og partikler i atmosfæren. Albedoen repræsenterer om 30 % af den samlede stråling, selvom denne værdi kan variere med tid og atmosfæriske forhold.
• Langbølget stråling: Denne type stråling refererer til den termiske energi, der udsendes af Jorden, hovedsageligt i form af infrarød. Atmosfæren tilbageholder noget af denne stråling, hvilket bidrager til drivhuseffekten og påvirker den globale temperatur.

Loven om Stefan-Boltzmann Den fastslår, at mængden af ​​energi, der udstråles af et sort legeme, som Jorden antages at være i denne sammenhæng, er relateret til den fjerde potens af dens temperatur i Kelvin. Når man vurderer Jordens energibalance, er det vigtigt at overveje, hvordan den absorberede energi matches af den energi, der udstråles tilbage til rummet. Hvis Jorden modtager mere energi, end den udsender, vil dens temperatur stige, mens hvis den udsender mere, end den modtager, vil dens temperatur falde. Dette er afgørende for at forstå, hvordan mennesker har ændret energibalance.

Atmosfæren spiller en afgørende rolle i denne energibalance, da den drivhusgasser, såsom kuldioxid og metan, fanger noget af den udsendte infrarøde stråling, som opvarmer planeten yderligere. Dette fænomen er vigtigt for at forstå klimaændringer og hvordan menneskelig aktivitet har ændret denne naturlige balance, et emne der er blevet diskuteret indgående i flere undersøgelser.

El strålingskraft henviser til ændringen i Jordens energibalance på grund af eksterne faktorer. Den måles i watt pr. kvadratmeter (W/m²) og kan være positiv (forårsager opvarmning) eller negativ (forårsager afkøling). Faktorer, der kan påvirke strålingspåvirkning omfatter:

• Drivhusgaskoncentrationer: Stigningen i gasser som CO₂, CH4 og N₂O fanger varme i atmosfæren, hvilket øger den positive strålingskraft.
• Aerosol spray: Afhængigt af deres sammensætning kan aerosoler have positiv eller negativ strålingskraft. For eksempel har sulfataerosoler en tendens til at reflektere solstråling tilbage i rummet, mens sod kan opvarme atmosfæren.
• Ændringer i arealanvendelsen: Aktiviteter som skovrydning ændrer albedoen på Jordens overflade, hvilket igen påvirker strålingskraften. Reduktion af skovarealer øger generelt albedo og kan derfor reducere opvarmningen.
• Solvariationer: Ændringer i solaktivitet påvirker også strålingspåvirkningen, selvom disse effekter generelt er mindre sammenlignet med påvirkningerne af drivhusgaskoncentrationer i forbindelse med Global opvarmning.

El strålingskraft Det er et centralt begreb i klimatologien, da det giver os mulighed for at kvantificere forskellige faktorers indflydelse på Jordens energibalance. Ifølge rapporten fra IPCC, antropogen strålingspåvirkning i 2011, sammenlignet med 1750, var 2,29 W/m², hvilket indikerer en hurtigere stigning siden 1970 på grund af forhøjede drivhusgaskoncentrationer. Dette er afgørende for at forstå udviklingen af ​​.

Denne forcering er afgørende for at modellere klimaændringer og forudsige, hvordan ændringer i energibalancen kan påvirke globale temperaturer i fremtiden. Nuværende klimamodeller betragter strålingspåvirkning som en af ​​de vigtigste variabler at overveje for at forstå og afbøde virkningen af ​​klimaændringer.

relateret artikel:

Smeltning af sne kan til dels hjælpe klimaforandringerne