I løpet av en solskinnsdag er luften åpenbart varmere enn om natten. Hva er hovedmekanismen for denne oppvarmingen? Jeg kan tenke på tre måter:
- Ledning: luften blir oppvarmet av bakken, som er varm.
- Konveksjon: varm luft konvererer oppover.
- Stråling: luft absorberer sollys. Men er ikke lufttransparent? Er det ikke 100% gjennomsiktig for noen bølgelengder?
Hvilken av disse er det viktigste?
Kommentarer
- Jeg skrev om spørsmålet ditt for forhåpentligvis å gjøre det tydeligere. Angre gjerne eventuelle endringer du er uenig i.
- start kanskje her? ucar.edu/learn/1_1_1.htm
- Atmosfæren er for det meste gjennomsiktig for direkte sollys, men bakken og havet er ikke, så sollys absorberes av jorden ' overflate som derfor varmes opp. Så blir spørsmålet hvordan overfører den varme bakken og havet energi til (lav) atmosfære? Her forventer jeg at alle tre prosessene er relevante. Luft i kontakt med bakken varmes opp av ledning. Da blir luftkonveksjon (stigende luft) en faktor. Til slutt utstråler bakken IR " lys " ved bølgelengder der den nedre atmosfæren er ikke gjennomsiktig, så dette " varmestråling " kan absorberes av atmosfæren.
- Atmosfærisk vann spiller en rolle i noen av disse prosessene. Vanndamp og skyer (dråper suspendert i luften) påvirker atmosfærens opasitet for forskjellige bølgelengder. Fordamping av flytende vann på jordens overflate overfører også energi til atmosfæren.
Svar
Dette er stort sett alt basert på Atmosfærisk oppvarming og jeg antar at du mener atmosfæren som omgir deg, i stedet for i noen stor høyde. Jeg konsentrerer meg om grunnvarmenivåer opp til 500 m.
I rekkefølge etter betydning er den elektromagnetiske strålingen fra solen, som åpenbart gir den første energien til at atmosfæren kan varme seg opp i dagslys.
Høyere frekvensstråling har mer energi enn lavere frekvensstråling. Det meste av solens strålende energi er konsentrert i de synlige og nesten synlige delene av spekteret. UV-stråling utgjør en liten prosentandel av den totale strålingen som mottas fra solen, men det er ekstremt viktig ved at den har mye høyere energi. .
Det skal bemerkes at på grunn av andelen sjø til land på jorden, faller omtrent 71% av solstrålingen på vann. Den spesifikke varmekapasiteten til sjøvann ved $ 0 ^ {\ circ} $ C er 3985 J kg $ ^ {- 1} $ $ K ^ {- 1} $ , men på grunn av strømmer og forskjeller i havnivå, kan det være vanskelig å estimere den sanne varmeoverføringen ved konveksjon og forbruk til luftmassen over sjøvannet.
En graf over solintensiteten med w avelength.
Bildekreditt: www. solarcellcentral.com
I atmosfæren inkluderer konveksjon stor- og småskala stigning og synking av luftmasser og mindre luftpakker. Disse vertikale bevegelsene fordeler effektivt varme og fuktighet gjennom den atmosfæriske kolonnen og bidrar til utvikling av sky og storm (der stigende bevegelse oppstår) og spredning (der synkende bevegelse oppstår).
I mellomtiden, den langsomme rotasjonen av jorden øst fører til at luften blir avbøyd mot høyre på den nordlige halvkule og mot venstre på den sørlige halvkule. Denne avbøyningen av vinden ved jordens rotasjon er kjent som Coriolis-effekten.
For å forstå konveksjonscellene som fordeler varmen over hele jorden, la oss vurdere en forenklet, jevn jord uten land. / sjøinteraksjoner og en langsom rotasjon. Under disse forholdene blir ekvator varmet opp av solen mer enn polene. Den varme, lette luften ved ekvator stiger og sprer seg nordover og sørover, og den kjølige tette luften ved polene synker og sprer seg mot ekvator. Som et resultat dannes to konveksjonsceller.
Siden luft er dårlig leder, skjer mest energioverføring ved ledning rett ved jordens overflate. I løpet av dagen varmer solstråling bakken, som varmer opp luften ved siden av den ved ledning.
Til slutt absorberes en liten del av solens energi direkte, spesielt av gasser som ozon og vanndamp.Noe energi reflekteres også tilbake til rommet av skyer og jordens overflate.
Kommentarer
- Jeg føler måten utstillingen gir et misvisende inntrykk. at det meste av varmen kommer direkte fra solen. Og mens bildet sier at fordampet vann er den største individuelle varmekilden som er oppført i diagrammet, får det ikke ' en gang omtale i teksten!
Svar
Konveksjon er viktigst tror jeg. I flytende medier er hestens overføring energi skyldes først og fremst bevegelse av partikler med økt kinetisk energi, støter på andre partikler, overfører energi og så videre. Konveksjon sørger også for nesten jevn oppvarming av fluidmediet. De andre faktorene bidrar ubetydelig her.
Kommentarer
- +1 fordi du svarer på spørsmålet i ett avsnitt 🙂
- @annav – Men svaret er feil. Strålingsoverføring er langtden viktigste av de tre.
- @ DavidHammen Innenfor spørsmålssammenheng er det riktig. Atmosfæren er dårlig absorberende av stråling. Luften blir oppvarmet av ledning på overflaten og stiger ved konveksjon for å balansere i atmosfæren. jf. drivhus (lukkede biler), hvor konveksjon er blokkert hvor varmt de blir i solen.
- @annav – Luften nær overflaten blir mest oppvarmet av stråling i stedet for ved ledning, selv på overflaten . Noen ganger resulterer denne varme i konveksjon. Andre ganger, ' t. Om det gjør det eller ikke, avhenger av atmosfærens stabilitet.
- @ DavidHammen den siste figuren her sier ikke det srh.noaa.gov/jetstream /atmos/heat.html