Aurinkoisella päivällä ilma on selvästi kuumempaa kuin yöllä. Mikä on tämän lämmityksen päämekanismi? Voin ajatella kolmea tapaa:
- Johtavuus: maa lämpenee ilmaa, joka on lämmin.
- Konvektio: kuuma ilma kääntyy ylöspäin.
- Säteily: ilma absorboi auringonvaloa. Mutta eikö se ole ilmasta läpinäkyvä? Eikö se ole 100% läpinäkyvä joillekin aallonpituuksille?
Mikä näistä on tärkein?
Kommentit
- Kirjoitin kysymyksesi uudestaan toivottavasti sen selkeyttämiseksi. Kumoa kaikki muutokset, joiden kanssa et ole samaa mieltä.
- aloitat ehkä täällä? ucar.edu/learn/1_1_1.htm
- Ilmakehä on pääosin läpinäkyvä suoralle auringonvalolle. Maa ja valtameri eivät kuitenkaan ole, joten maa absorboi auringonvaloa ' pinta, joka on sen vuoksi lämmennyt. Sitten tulee kysymys, kuinka lämmin maa ja valtameri siirtävät energiaa (matalaan) ilmakehään? Tässä odotan kaikkien kolmen prosessin olevan merkityksellistä. kosketusta maahan kuumennetaan johtamalla. Tällöin ilman konvektiosta (nousevasta ilmasta) tulee tekijä. Lopuksi maa säteilee IR " valoa " aallonpituuksilla, joissa alempi ilmakehä on ei läpinäkyvä, joten tämä " lämpösäteily " voidaan absorboida ilmakehään.
- Ilmakehän vedellä on merkitystä joissakin näistä prosesseista. Vesihöyry ja pilvet (ilmassa suspendoituneet pisarat) vaikuttavat ilmakehän peittävyyteen eri aallonpituuksilla. Myös nestemäisen veden haihtuminen maan pinnalla siirtää energiaa ilmakehään.
Vastaa
Tämä perustuu melkein kaikki ilmakehän lämmitykseen ja oletan, että tarkoitat sinua ympäröivää ilmapiiriä pikemminkin kuin milloin tahansa korkealla. Keskityn maalämpöpitoisuuteen 500 metriin asti.
Tärkeysjärjestyksessä auringon sähkömagneettinen säteily, joka ilmeisesti antaa alkuenergian ilmakehän lämpenemiselle päivänvalossa.
Korkeammalla taajuudella on enemmän energiaa kuin matalalla taajuudella. Suurin osa auringon säteilyenergiasta on keskittynyt spektrin näkyviin ja lähellä näkyviin osiin. UV-säteily on pieni prosenttiosuus auringosta saadusta kokonaissäteilystä, mutta se on erittäin tärkeää, koska sillä on paljon enemmän energiaa .
On huomattava, että meren osuuden ja maan osuuden vuoksi maapallolla noin 71% auringon säteilystä putoaa veteen. Meriveden ominaislämpökapasiteetti $ 0 ^ {\ circ} $ C on 3985 J kg $ ^ {- 1} $ $ K ^ {- 1} $ , mutta virtausten ja merenpinnan erojen takia voi olla vaikeaa arvioida todellista lämmönsiirtoa konvektiolla ja kulutuksella meriveden yläpuolelle. / p>
Auringon intensiteettikaavio w keskimääräinen pituus.
Kuvahyvitys: www. solarcellcentral.com
Ilmakehässä konvektio sisältää ilmamassojen ja pienempien pakettien suuren ja pienen mittakaavan nousun ja uppoamisen. Nämä pystysuuntaiset liikkeet jakavat tehokkaasti lämpöä ja kosteutta ilmakolonnissa ja myötävaikuttavat pilvien ja myrskyn kehitykseen (missä nouseva liike tapahtuu) ja haihtumiseen (missä uppoava liike tapahtuu).
Samaan aikaan maan hidas kiertyminen kohti itä aiheuttaa ilman taipumisen pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle ja eteläiselle pallonpuoliskolle vasemmalle. Tämä tuulen taipuma maapallon pyörimisestä tunnetaan nimellä Coriolis-ilmiö.
Jotta ymmärrettäisiin konvektiosoluja, jotka jakavat lämpöä koko maahan, tarkastellaan yksinkertaistettua, sileää maata, jossa ei ole maata / meri-vuorovaikutus ja hidas kierto. Näissä olosuhteissa päiväntasaajaa lämmittää aurinko enemmän kuin pylväät. Päiväntasaajan lämmin, kevyt ilma nousee ja leviää pohjoiseen ja etelään, ja pylväiden viileä tiheä ilma uppoaa ja leviää kohti päiväntasaajaa. Tämän seurauksena muodostuu kaksi konvektiosolua.
Koska ilma on huono johdin, suurin osa johtavasta energiansiirrosta tapahtuu suoraan maan pinnalla. Päivän aikana aurinkosäteily lämmittää maata, mikä lämmittää vieressä olevaa ilmaa johtamalla.
Lopuksi pieni osa auringon energiasta imeytyy suoraan, erityisesti otsonin ja vesihöyryn kaltaisten kaasujen kautta.Osa energiasta heijastuu myös takaisin avaruuteen pilvien ja maan pinnan kautta.
Kommentit
- Minusta tuntuu, kuinka näyttely antaa harhaanjohtavan vaikutelman. että suurin osa lämmöstä tulee suoraan auringosta. Ja vaikka kuvassa sanotaan, että höyrystynyt vesi on kaaviossa lueteltu suurin yksittäinen lämmönlähde, se ei edes mainitse ' tekstissä!
Vastaa
Konvektio on mielestäni tärkeintä. Nestemäisessä väliaineessa hest energia johtuu ensisijaisesti hiukkasten liikkumisesta, joilla on lisääntynyt kineettinen energia, törmääminen muihin hiukkasiin, energian siirtäminen ja niin edelleen. Konvektio varmistaa myös nestemäisen aineen melkein tasaisen lämmityksen. Muut tekijät vaikuttavat tässä merkityksettömästi.
- +1, koska vastaat kysymykseen yhdessä kappaleessa 🙂
- @annav – Mutta vastaus on väärä. Säteilevä siirto on ylivoimaisestimerkittävin kolmesta.
- @DavidHammen Koheesiotilanteessa on oikein. Ilmakehä absorboi heikosti säteilyä. Ilma johtuu pinnan johtumisesta ja lämpenee konvektiolla tasaantumaan ilmakehässä. cf vihreät talot (suljetut autot), joissa konvektio on estetty siitä, kuinka kuuma ne kuumenevat auringossa.
- @annav – Pinnan lähellä oleva ilma lämpenee enimmäkseen säteilyllä eikä johtumalla, jopa pinnalla . Joskus tämä paikallinen lämmitys johtaa konvektioon. Muina aikoina se ei ' t. Tekeekö se vai ei, riippuu ilmakehän vakaudesta.
- @DavidHammen viimeinen luku tässä ei sano niin srh.noaa.gov/jetstream /atmos/heat.html