Egy napsütéses napon nyilvánvalóan melegebb a levegő, mint éjjel. Mi a fő mechanizmus ennek a fűtésnek? Háromféleképpen tudok elképzelni:
- Vezetés: a levegő melegszik a talaj által, ami meleg.
- Konvekció: a forró levegő konvektál felfelé.
- Sugárzás: a levegő elnyeli a napfényt. De nem átlátszó a levegő? Nem 100% -osan átlátszó bizonyos hullámhosszakon?
Ezek közül melyik a legfontosabb?
Megjegyzések
- Azért írtam át kérdését, hogy remélhetőleg világosabbá váljon. Nyugodtan vonhatja vissza azokat a módosításokat, amelyekkel nem ért egyet.
- Talán itt kezdheti? ucar.edu/learn/1_1_1.htm
- A légkör többnyire átlátszó a közvetlen napfény számára. A föld és az óceán azonban nem, ezért a napfényt elnyeli a Föld ' felülete, amely ezért felmelegszik. Aztán felmerül a kérdés, hogy a meleg talaj és az óceán hogyan továbbítja az energiát az (alacsony) légkörbe? Itt azt várom, hogy mindhárom folyamat releváns lesz. A talajjal való érintkezést vezetés melegíti. Ekkor a légkonvekció (növekvő levegő) tényezővé válik. Végül a föld IR " fényt sugároz > olyan hullámhosszakon, ahol az alsó légkör nem átlátszó, tehát ez " hősugárzást " el tudja szívni a légkör.
- A légköri víz szerepet játszik ezekben a folyamatokban. A vízgőz és a felhők (a levegőben szuszpendált cseppek) befolyásolják a légkör átlátszatlanságát különböző hullámhosszakon. A folyékony víz elpárologtatása a Föld felszínén energiát juttat a légkörbe.
Válasz
Ez nagyjából a légköri fűtésen alapszik, és feltételezem, hogy azt a légkört érted, amely körülvesz, nem pedig bármilyen nagy magasságban. 500 m-ig a talaj hőszintjére koncentrálok.
A fontosság szerint a nap elektromágneses sugárzása, amely nyilvánvalóan biztosítja a kezdeti energiát a légkör felmelegedéséhez napfényben.
A magasabb frekvenciájú sugárzásnak több energiája van, mint az alacsonyabb frekvenciájú sugárzásnak. A nap sugárzási energiájának nagy része a spektrum látható és közel látható részeire koncentrálódik. Az UV-sugárzás a naptól kapott teljes sugárzás kis százalékát teszi ki, de rendkívül fontos, mert sokkal nagyobb energiával rendelkezik .
Meg kell jegyezni, hogy a tenger földre jutó részaránya miatt a napsugárzás körülbelül 71% -a esik a vízre. A tengervíz fajlagos hőkapacitása a $ 0 ^ {\ circ} $ C értéke 3985 J kg $ ^ {- 1} $ $ K ^ {- 1} $ , de az áramlások és a tengerszint különbségei miatt nehéz lehet megbecsülni a valódi hőátadást konvekcióval és fogyasztással a tengervíz fölötti légtömegre.
A nap intenzitásának grafikonja w hosszúság.
Kép jóváírása: www. solarcellcentral.com
A légkörben a konvekció magában foglalja a légtömegek és a kisebb légcsomagok nagy és kis léptékű felemelkedését és süllyedését. Ezek a függőleges mozgások hatékonyan osztják el a hőt és a nedvességet a légköri oszlopban, és hozzájárulnak a felhő és a vihar fejlődéséhez (ahol emelkedő mozgás történik) és eloszlásához (ahol süllyedő mozgás történik).
Eközben a föld lassú forgása a föld felé a kelet miatt a levegő az északi féltekén jobbra, a déli féltekén balra térül el. A szélnek a föld forgása által történő elhajlása Coriolis-effektus néven ismert.
Annak megértése érdekében, hogy milyen konvekciós cellák osztják el a hőt az egész földön, vegyünk egy egyszerűsített, sima földet, föld nélkül / tengeri kölcsönhatások és lassú forgás. Ilyen körülmények között az Egyenlítőt a nap jobban melegíti, mint a pólusokat. Az Egyenlítőnél a meleg, könnyű levegő felemelkedik és északra és délre terjed, a pólusoknál a hűvös sűrű levegő pedig az Egyenlítő felé süllyed. Ennek eredményeként két konvekciós cella képződik.
Mivel a levegő rossz vezető, a legtöbb vezetés útján történő energiaátadás közvetlenül a föld felszínén történik. Napközben a napsugárzás felmelegíti a talajt, ami vezetéssel melegíti a mellette levő levegőt.
Végül a nap energiájának egy kis részét közvetlenül elnyeli, különösen olyan gázok, mint az ózon és a vízgőz.Némi energiát a felhők és a föld felszíne is visszatükröz az űrbe.
Kommentárok
- Úgy érzem, hogy az expozíció félrevezető benyomást kelt hogy a hő nagy része közvetlenül a napból származik. És bár a kép azt mondja, hogy az elpárologtatott víz a legnagyobb egyedi hőforrás, amelyet az ábra felsorol, még ' még említést sem kap a szövegben!
Válasz
A konvekció a legfontosabbnak tartom. Folyékony közegben a hest átvitele Az energia elsősorban a megnövekedett kinetikus energiájú részecskék mozgásának, más részecskékbe ütközésének, energiaátadásnak stb. köszönhető. A konvekció a folyadék közegének szinte egyenletes felmelegedését is biztosítja. A többi tényező itt elhanyagolható mértékben járul hozzá.
Megjegyzések
- +1, mert egy bekezdésben válaszolsz a kérdésre 🙂
- @annav – De a válasz helytelen. A sugárzó átvitel messze vana három közül a legjelentősebb.
- @DavidHammen A te kohézió összefüggésében helyes. A légkör gyengén elnyeli a sugárzást. A levegő a felszínen történő vezetés hatására felmelegszik, és konvekcióval emelkedik, hogy egyensúlyba kerüljön a légkörben. vö. zöld házak (zárt autók), ahol a konvekció blokkolva van, mennyire melegednek fel a napon.
- @annav – A felszín közelében lévő levegőt főleg sugárzás, nem pedig vezetés hatására melegíti fel, még a felszínen . Néha ez a helyi fűtés konvekciót eredményez. Máskor nem ' t. Hogy ez megtörténik-e vagy sem, az a légkör stabilitásától függ.
- @DavidHammen itt az utolsó ábra nem ezt mondja srh.noaa.gov/jetstream /atmos/heat.html