Sončno sevanje in zemeljski Albedo

Skoraj vsa energija, ki prihaja na planet Zemljo in poganja različne vremenske dogodke, oceanske tokove in razporeditev ekosistemov, izvira s soncem. To intenzivno sončno sevanje, kot je znano v fizični geografiji, izvira iz sončevega jedra in je sčasoma poslana na Zemljo po konvekciji (navpično gibanje energije) jo oddalji od sonca jedro. Približno osem minut traja, da sončno sevanje doseže Zemljo, ko zapusti sončno površino.

Ko to sončno sevanje prispe na Zemljo, se njegova energija porazdeli neenakomerno po vsem svetu zemljepisna širina. Ko to sevanje vstopi v Zemljino atmosfero, zadene blizu ekvatorja in razvije presežek energije. Ker manj direktnega sončnega sevanja prispe na polotove, ti razvijejo energetski primanjkljaj. Da bi bila energija uravnotežena na Zemljini površini, se odvečna energija iz ekvatorialnih regij v ciklu pretaka proti polovam, tako da bo energija uravnotežena po vsem svetu. Ta cikel se imenuje energetsko ravnovesje Zemlja-Atmosfera.

Ko zemeljska atmosfera prejme sončno sevanje s kratkim valom, se energija imenuje insolacija. Ta insolacija je vložek energije, ki je odgovoren za premikanje različnih sistemov Zemlje-atmosfere, kot je zgoraj opisano energijsko ravnovesje, pa tudi vremenski dogodki,

Izolacija je lahko neposredna ali razpršena. Neposredno sevanje je sončno sevanje, ki ga prejme Zemljina površina in / ali atmosfera, ki ga atmosfersko razprševanje ni spremenilo. Razpršeno sevanje je sončno sevanje, ki je bilo spremenjeno s sipanjem.

Sama razpršenost je ena od petih poti, ki jih sončno sevanje lahko vnese ob vstopu v ozračje. Pojavi se, ko se insolacija odbije in / ali preusmeri ob vstopu v ozračje s prahom, plinom, ledom in vodno paro, ki je tam prisotna. Če imajo energijski valovi krajšo valovno dolžino, se razpršijo več kot tisti z daljšo valovno dolžino. Razpršenost in kako reagira z velikostjo valovne dolžine sta odgovorni za številne stvari, ki jih vidimo v ozračju, na primer nebo modro barvo in bele oblake.

Prenos je še ena pot sončnega sevanja. Pojavlja se, kadar tako kratkotrajna kot dolgodovinska energija prehajata skozi atmosfero in vodo, namesto da se razpršita, kadar komunicirata s plini in drugimi delci v atmosferi.

Prelomitev se lahko pojavi tudi, ko sončno sevanje vstopi v ozračje. Ta pot se zgodi, ko se energija premakne iz ene vrste prostora v drugo, na primer iz zraka v vodo. Ko se energija premika iz teh prostorov, spreminja svojo hitrost in smer, ko reagira s prisotnimi delci. Sprememba smeri pogosto povzroči, da se energija upogne in sprosti različne svetlobne barve znotraj nje, podobno kot se dogaja, ko svetloba prehaja skozi kristal ali prizmo.

Absorpcija je četrta vrsta poti sončnega sevanja in je pretvorba energije iz ene oblike v drugo. Na primer, ko sončno sevanje absorbira voda, se njegova energija preusmeri v vodo in dvigne njeno temperaturo. To je običajno za vse absorpcijske površine od listja drevesa do asfalta.

Končna pot sončnega sevanja je odsev. To je takrat, ko del energije odbija nazaj v vesolje, ne da bi ga absorbiral, lomil, prenašal ali razpršil. Albedo je pomemben izraz, ki si ga je treba zapomniti pri preučevanju sončnega sevanja in odboja.

Albedo je opredeljen kot odsevna kakovost površine. Izražen je kot odstotek odbite insolacije do vstopajoče insolacije in nič odstotkov je celotna absorpcija, medtem ko je 100% celotni odboj.

Glede vidnih barv imajo temnejše barve nižjo albedo, torej absorbirajo več insolacije, svetlejše barve pa imajo "visoko albedo" ali višjo stopnjo odboja. Na primer, sneg odseva 85-90% insolacije, asfalt pa le 5-10%.

Sončev kot vpliva tudi na vrednost albedo in nižji sončni koti ustvarjajo večji odboj, ker energija, ki prihaja iz nizkega sončnega kota, ni tako močna kot energija, ki prihaja iz visokega sončnega kota. Poleg tega imajo gladke površine večji albedo, medtem ko ga grobe površine zmanjšujejo.

Tako kot sončno sevanje na splošno se tudi vrednosti albeda po svetu razlikujejo glede na zemljepisno širino, vendar povprečni zemeljski albedo znaša okoli 31%. Za površine med tropi (23,5 ° S do 23,5 ° S) je povprečna albedo 19-38%. Na drogovih je na nekaterih območjih lahko tudi do 80%. To je posledica nižjega sončnega kota, ki je prisoten na drogovih, pa tudi večje prisotnosti svežega snega, ledu in gladke odprte vode - vsa območja so nagnjena k visokim odbojem.

Danes je albedo glavna skrb za ljudi po vsem svetu. Ko industrijske dejavnosti povečujejo onesnaževanje zraka, postaja ozračje vse bolj odsevno, ker je več aerosolov, ki odsevajo insolacijo. Poleg tega včasih ustvarja nizek albedo največjih svetovnih mest mestni toplotni otoki ki vpliva na oboje načrtovanje mest in porabo energije.

Sončno sevanje najde svoje mesto tudi v novih načrtih za obnovljivo energijo, predvsem sončne panele za elektriko in črne cevi za ogrevanje vode. Temne barve teh predmetov imajo nizko število albedov in zato absorbirajo skoraj vse sončno sevanje, ki jih napada, zaradi česar so učinkovita orodja za izkoriščanje sončne energije po vsem svetu.

Ne glede na učinkovitost sonca pri proizvodnji električne energije pa študija sončnega sevanja in albedo je bistvenega pomena za razumevanje vremenskih ciklov Zemlje, oceanskih tokov in lokacij različnih ekosistemov.