Durante una giornata di sole, laria è ovviamente più calda che di notte. Qual è il meccanismo principale di questo riscaldamento? Posso pensare a tre modi:
- Conduzione: laria viene riscaldata dal suolo, che è caldo.
- Convezione: laria calda convoca verso lalto.
- Radiazione: laria assorbe la luce solare. Ma laria non è trasparente? Non è trasparente al 100% per alcune lunghezze donda?
Quale di queste è la più importante?
Commenti
- Ho riscritto la tua domanda per renderla più chiara, spero. Sentiti libero di annullare le modifiche con cui non sei daccordo.
- iniziare forse qui? ucar.edu/learn/1_1_1.htm
- Latmosfera è per lo più trasparente alla luce solare diretta. Tuttavia, il suolo e loceano non lo sono, quindi la luce solare viene assorbita dalla Terra ' s superficie che è quindi riscaldata. Quindi la domanda diventa: come fanno il suolo caldo e loceano a trasferire energia alla (bassa) atmosfera? Qui mi aspetto che tutti e tre i processi siano rilevanti. Aria in il contatto con il suolo viene riscaldato per conduzione. Quindi la convezione dellaria (aria che sale) diventa un fattore. Infine, il terreno irradia IR " luce " a lunghezze donda in cui latmosfera inferiore è non trasparente, quindi questo " radiazione termica " può essere assorbita dallatmosfera.
- Lacqua atmosferica gioca un ruolo in alcuni di questi processi. Il vapore acqueo e le nuvole (goccioline sospese nellaria) influenzano lopacità dellatmosfera a varie lunghezze donda. Inoltre, levaporazione dellacqua liquida sulla superficie della Terra trasferisce energia nellatmosfera.
Risposta
Questo è praticamente tutto basato su Atmospheric Heating e presumo che tu intenda latmosfera che ti circonda, piuttosto che a qualsiasi grande altezza. Mi sto concentrando su livelli di calore del suolo fino a 500 m.
In ordine di importanza, la radiazione elettromagnetica del sole, che ovviamente fornisce lenergia iniziale per il riscaldamento dellatmosfera durante la luce del giorno.
La radiazione a frequenza più alta ha più energia della radiazione a frequenza più bassa. La maggior parte dellenergia radiante del sole è concentrata nelle porzioni visibile e quasi visibile dello spettro. La radiazione UV rappresenta una piccola percentuale della radiazione totale ricevuta dal sole, ma è estremamente importante in quanto ha unenergia molto più elevata .
Va notato che, a causa della proporzione tra mare e terra sulla Terra, circa il 71% della radiazione solare cade sullacqua. La capacità termica specifica dellacqua di mare a $ 0 ^ {\ circ} $ C è 3985 J kg $ ^ {- 1} $ $ K ^ {- 1} $ , ma a causa delle correnti e delle differenze nel livello del mare, può essere difficile stimare il vero trasferimento di calore per convezione e consumo alla massa daria sopra lacqua del mare.
Un grafico dellintensità solare di w avelength.
Credito immagine: www. solarcellcentral.com
Nellatmosfera, la convezione include linnalzamento e laffondamento su larga e piccola scala di masse daria e particelle daria più piccole. Questi movimenti verticali distribuiscono efficacemente il calore e lumidità in tutta la colonna atmosferica e contribuiscono allo sviluppo di nuvole e tempeste (dove si verifica il movimento di risalita) e alla dissipazione (dove si verifica il movimento di affondamento).
Nel frattempo, la lenta rotazione della terra verso lest fa deviare laria verso destra nellemisfero settentrionale e verso sinistra nellemisfero meridionale. Questa deviazione del vento da parte della rotazione terrestre è nota come effetto Coriolis.
Per comprendere le celle di convezione che distribuiscono il calore su tutta la terra, consideriamo una terra liscia e semplificata senza terra. / interazioni mare e una lenta rotazione. In queste condizioni lequatore è riscaldato dal sole più che dai poli. Laria calda e leggera allequatore si alza e si diffonde verso nord e verso sud, mentre laria fresca e densa ai poli affonda e si diffonde verso lequatore. Di conseguenza, si formano due celle di convezione.
Poiché laria è un cattivo conduttore, la maggior parte del trasferimento di energia per conduzione avviene direttamente sulla superficie terrestre. Durante il giorno, la radiazione solare riscalda il suolo, che riscalda laria adiacente per conduzione.
Infine, una piccola parte dellenergia del sole viene assorbita direttamente, soprattutto da gas come ozono e vapore acqueo.Un po di energia viene anche riflessa nello spazio dalle nuvole e dalla superficie terrestre.
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- Sento il modo in cui lesposizione dà limpressione fuorviante che la maggior parte del calore proviene direttamente dal sole. E mentre limmagine dice che lacqua evaporata è la più grande fonte individuale di calore elencata nel diagramma, ' non viene nemmeno menzionata nel testo!
Risposta
Credo che la convezione sia la cosa più importante. Nei media fluidi, il trasferimento di hest lenergia è principalmente dovuta al movimento di particelle con maggiore energia cinetica, che urtano altre particelle, trasferiscono energia e così via. La convezione garantisce anche un riscaldamento quasi uniforme del mezzo fluido. Gli altri fattori contribuiscono in modo trascurabile qui.
Commenti
- +1 perché stai rispondendo alla domanda in un paragrafo 🙂
- @annav – Ma la risposta non è corretta. Il trasferimento radiativo è di gran lungail più significativo dei tre.
- @DavidHammen Nel contesto della domanda è corretto. Latmosfera è un povero assorbitore di radiazioni. Laria viene riscaldata per conduzione in superficie e sale per convezione per equilibrarsi nellatmosfera. cf serre (auto chiuse), dove la convezione è bloccata dal calore che ottengono al sole.
- @annav – Laria vicino alla superficie viene riscaldata principalmente per radiazione piuttosto che per conduzione, anche in superficie . A volte questo riscaldamento locale si traduce in convezione. Altre volte, non ' t. Che dipenda o meno dalla stabilità dellatmosfera.
- @DavidHammen lultima cifra qui non lo dice srh.noaa.gov/jetstream /atmos/heat.html