Pendant une journée ensoleillée, lair est évidemment plus chaud que la nuit. Quel est le mécanisme principal de ce chauffage? Je peux penser à trois façons:
- Conduction: lair est chauffé par le sol, qui est chaud.
- Convection: lair chaud convecte vers le haut.
- Rayonnement: lair absorbe la lumière du soleil. Mais l’air n’est-il pas transparent? N’est-il pas transparent à 100% pour certaines longueurs d’onde?
Lequel de ces éléments est le plus important?
Commentaires
- Jai réécrit votre question pour la clarifier avec un peu de chance. Nhésitez pas à annuler les modifications avec lesquelles vous nêtes pas daccord.
- commencer peut-être ici? ucar.edu/learn/1_1_1.htm
- Latmosphère est principalement transparente à la lumière directe du soleil. Cependant, le sol et locéan ne le sont pas, donc la lumière solaire est absorbée par la Terre ' qui est donc réchauffée. Ensuite, la question devient: comment le sol chaud et locéan transfèrent-ils de lénergie à la (basse) atmosphère? Ici, je mattends à ce que les trois processus soient pertinents. le contact avec le sol est chauffé par conduction. Ensuite, la convection de lair (air ascendant) devient un facteur. Enfin, le sol rayonne IR " lumière " à des longueurs donde où la basse atmosphère nest pas transparente, donc ceci " le rayonnement thermique " peut être absorbé par latmosphère.
- Leau atmosphérique joue un rôle dans certains de ces processus. La vapeur deau et les nuages (gouttelettes en suspension dans lair) influencent lopacité de latmosphère à différentes longueurs donde. De plus, lévaporation de leau liquide à la surface de la Terre transfère de lénergie dans latmosphère.
Réponse
Ceci est à peu près tout basé sur Chauffage Atmosphérique et je suppose que vous parlez de latmosphère qui vous entoure, plutôt quà une grande hauteur. Je me concentre sur les niveaux de chaleur du sol jusquà 500 m.
Par ordre dimportance, le rayonnement électromagnétique du soleil, qui fournit évidemment lénergie initiale pour que latmosphère se réchauffe à la lumière du jour.
Le rayonnement à haute fréquence a plus dénergie que le rayonnement à basse fréquence. La majeure partie de lénergie radiante du soleil est concentrée dans les parties visible et proche du spectre. Le rayonnement UV représente un petit pourcentage du rayonnement total reçu du soleil, mais il est extrêmement important en ce quil a une énergie beaucoup plus élevée .
Il convient de noter quen raison de la proportion de la mer à la terre sur Terre, environ 71% du rayonnement solaire tombe sur leau. La capacité thermique spécifique de leau de mer à $ 0 ^ {\ circ} $ C est 3985 J kg $ ^ {- 1} $ $ K ^ {- 1} $ , mais en raison des courants et des différences de niveau de la mer, il peut être difficile destimer le transfert de chaleur réel par convection et consommation, vers la masse dair au-dessus de leau de mer.
Un graphique de lintensité solaire par w avelength.
Crédit dimage: www. solarcellcentral.com
Dans latmosphère, la convection comprend la montée et la descente à grande et petite échelle des masses dair et des petits colis aériens. Ces mouvements verticaux distribuent efficacement la chaleur et lhumidité dans toute la colonne atmosphérique et contribuent au développement des nuages et des tempêtes (là où le mouvement ascendant se produit) et à la dissipation (là où le mouvement de descente se produit).
Pendant ce temps, la lente rotation de la terre vers lest fait dévier lair vers la droite dans lhémisphère nord et vers la gauche dans lhémisphère sud. Cette déviation du vent par la rotation de la terre est connue sous le nom d’effet Coriolis.
Pour comprendre les cellules de convection qui distribuent la chaleur sur toute la terre, considérons une terre simplifiée et lisse sans terre. / mer et une rotation lente. Dans ces conditions, léquateur est plus réchauffé par le soleil que par les pôles. Lair chaud et léger à léquateur monte et se propage vers le nord et le sud, et lair frais et dense aux pôles coule et se propage vers léquateur. En conséquence, deux cellules de convection se forment.
Lair étant un mauvais conducteur, la plupart des transferts dénergie par conduction se produisent directement à la surface de la terre. Pendant la journée, le rayonnement solaire chauffe le sol, ce qui chauffe lair à côté par conduction.
Enfin, une petite partie de lénergie du soleil est directement absorbée, notamment par des gaz comme lozone et la vapeur deau.Une partie de lénergie est également réfléchie vers lespace par les nuages et la surface de la Terre.
Commentaires
- Je ressens la façon dont lexposition donne une impression trompeuse que la plus grande partie de la chaleur provient directement du soleil. Et si l’image indique que l’eau évaporée est la plus grande source de chaleur individuelle répertoriée dans le diagramme, elle ne ' n’obtient même pas de mention dans le texte!
Réponse
La convection est le plus important à mon avis. Dans les médias fluides, le transfert de son lénergie est principalement due au mouvement de particules avec une énergie cinétique accrue, se heurtant à dautres particules, transférant de lénergie, etc. La convection assure également un chauffage presque uniforme du milieu fluide. Les autres facteurs contribuent de manière négligeable ici.
Commentaires
- +1 parce que vous répondez à la question dans un paragraphe 🙂
- @annav – Mais la réponse est incorrecte. Le transfert radiatif est de loinle plus significatif des trois.
- @DavidHammen Dans le contexte de la question, cest correct. Latmosphère est un mauvais absorbeur de rayonnement. Lair se réchauffe par conduction en surface et monte par convection pour séquilibrer dans latmosphère. cf les serres (voitures fermées), où la convection est bloquée par la chaleur du soleil.
- @annav – Lair près de la surface se réchauffe principalement par rayonnement plutôt que par conduction, même en surface . Parfois, ce chauffage local se traduit par une convection. Dautres fois, cela ne ' t. Cela dépend ou non de la stabilité de latmosphère.
- @DavidHammen le dernier chiffre ici ne le dit pas srh.noaa.gov/jetstream /atmos/heat.html