În timpul unei zile însorite, aerul este evident mai cald decât noaptea. Care este principalul mecanism pentru această încălzire? Pot să mă gândesc la trei moduri:
- Conducere: aerul se încălzește de sol, care este cald.
- Convecție: aerul cald convectează în sus.
- Radiații: aerul absoarbe lumina soarelui. Dar nu este transparent aerul? Nu este 100% transparent pentru unele lungimi de undă?
Care dintre acestea este cea mai importantă?
Comentarii
- Am rescris întrebarea dvs. pentru a o clarifica, sperăm. Simțiți-vă liber să anulați orice modificare cu care nu sunteți de acord.
- începeți poate aici? ucar.edu/learn/1_1_1.htm
- Atmosfera este în mare parte transparentă la lumina directă a soarelui. Cu toate acestea, solul și oceanul nu sunt, deci lumina solară este absorbită de Pământ ' suprafața care este, prin urmare, încălzită. Apoi se pune întrebarea, cum transferă energia solului cald și oceanului atmosfera (joasă)? Aici mă aștept ca toate cele trei procese să fie relevante. contactul cu solul este încălzit prin conducție. Apoi, convecția aerului (aerul în creștere) devine un factor. În cele din urmă, solul radiază IR " lumină " la lungimi de undă unde atmosfera inferioară este nu transparentă, deci aceasta " radiația de căldură " poate fi absorbită de atmosferă.
- Apa atmosferică joacă un rol în unele dintre aceste procese. Vaporii de apă și norii (picăturile suspendate în aer) influențează opacitatea atmosferei la diferite lungimi de undă. De asemenea, evaporarea apei lichide pe suprafața Pământului transferă energie în atmosferă.
Răspuns
Acest se bazează practic pe Încălzire atmosferică și presupun că vă referiți la atmosfera care vă înconjoară, mai degrabă decât la orice înălțime mare. Mă concentrez asupra nivelului de căldură al solului de până la 500 m.
În ordinea importanței, radiația electromagnetică de la soare, care oferă în mod evident energia inițială pentru ca atmosfera să se încălzească în timpul zilei.
Radiațiile cu frecvență mai mare au mai multă energie decât radiațiile cu frecvență mai mică. Cea mai mare parte a energiei radiante a soarelui este concentrată în porțiunile vizibile și aproape vizibile ale spectrului. Radiațiile UV reprezintă un procent mic din radiația totală primită de la soare, dar este extrem de important, deoarece are o energie mult mai mare .
Trebuie remarcat faptul că, din cauza proporției mării față de uscat pe Pământ, aproximativ 71% din radiația solară cade pe apă. Capacitatea de căldură specifică apei de mare la $ 0 ^ {\ circ} $ C este de 3985 J kg $ ^ {- 1} $ $ K ^ {- 1} $ , dar din cauza curenților și a diferențelor de nivel al mării, poate fi dificil să se estimeze transferul real de căldură prin convecție și consum, la masa de aer de deasupra apei mării.
Un grafic al intensității solare cu w lungimea avel.
Credit imagine: www. solarcellcentral.com
În atmosferă, convecția include creșterea și scufundarea la scară mare și mică a maselor de aer și a coletelor de aer mai mici. Aceste mișcări verticale distribuie efectiv căldura și umezeala în întreaga coloană atmosferică și contribuie la dezvoltarea norilor și a furtunilor (acolo unde are loc mișcarea în creștere) și la disipare (unde are loc mișcarea de scufundare).
Între timp, rotația lentă a pământului către estul face ca aerul să fie deviat spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică. Această deviere a vântului prin rotația pământului este cunoscută sub numele de efect Coriolis.
Pentru a înțelege celulele de convecție care distribuie căldura pe întregul pământ, să considerăm un pământ simplificat, neted, fără pământ interacțiuni / mare și o rotație lentă. În aceste condiții, ecuatorul este încălzit de soare mai mult decât de poli. Aerul cald și ușor de la ecuator crește și se răspândește spre nord și sud, iar aerul dens și rece de la poli se scufundă și se răspândește către ecuator. Ca rezultat, se formează două celule de convecție.
Deoarece aerul este un conductor slab, majoritatea transferului de energie prin conducere are loc chiar la suprafața pământului. În timpul zilei, radiația solară încălzește solul, care încălzește aerul de lângă acesta prin conducție.
În cele din urmă, o mică parte din energia soarelui este absorbită direct, în special de gaze precum ozonul și vaporii de apă.O parte din energie este, de asemenea, reflectată înapoi în spațiu de către nori și suprafața pământului.
Comentarii
- Simt modul în care expunerea dă impresia înșelătoare că cea mai mare parte a căldurii provine direct de la soare. Și, deși imaginea spune că apa evaporată este cea mai mare sursă individuală de căldură enumerată în diagramă, nu are nici măcar o mențiune ' în text!
Răspuns
Convecția este cea mai importantă cred. În mediile fluide, transferul hest energia se datorează în primul rând mișcării particulelor cu energie cinetică crescută, lovirea în alte particule, transferul de energie și așa mai departe. Convecția asigură, de asemenea, încălzirea aproape uniformă a mediului fluid. Ceilalți factori contribuie neglijabil aici.
Comentarii
- +1 pentru că răspundeți la întrebarea dintr-un singur paragraf 🙂
- @annav – Dar răspunsul este incorect. Transferul radiativ este de departecel mai semnificativ dintre cele trei.
- @DavidHammen În contextul întrebării este corect. Atmosfera este un absorbant slab de radiații. Aerul se încălzește prin conducție la suprafață și crește prin convecție pentru a se echilibra în atmosferă. cf case verzi (mașini închise), unde convecția este blocată cât de fierbinte se încălzesc la soare.
- @annav – Aerul de lângă suprafață se încălzește mai ales prin radiație, mai degrabă decât prin conducție, chiar la suprafață . Uneori această încălzire locală duce la convecție. Alteori, nu ' t. Dacă există sau nu depinde de stabilitatea atmosferei.
- @DavidHammen ultima cifră de aici nu spune așa srh.noaa.gov/jetstream /atmos/heat.html