1
1
Meteorologia
W2 – Promieniowanie
Słoneczne
www.interfacelift.com
2
Emisja ciepła przez Słooce
recorded via the
SOHO
/EIT
telescope
3
Słooce – podstawowe cechy
Średnia energia
3,845·10
26
W , 6300Js
-1
cm
-2
1/2 200 000 000 – przechwytywana przez
Ziemie
Stała Słoneczna – 1353 Wm
-2
Odległośd – 149 565 000 km
Średnica – 1.393 10
6
km
Peryhelium , aphelium
4
Stała Słoneczne
Stała słoneczna – ilośd promieniowania
słonecznego dochodzącego do górnej granicy
atmosfery na jednostkę powierzchni prostopadłej
do tych promieni. Stała sloneczne zawiera
wszystkie typu promieniowania słonecznego (całe
spektrum)
Mierzona przez satelity – wynosi około 1366
(1353)Wm
-2
5
Ciepło a Temperatura
Ciepło
Całkowita energia kinetyczna cząsteczek
składających się na określony obiekt
Temperatura
Średni poziom tej energii
Więc
Wiadro ciepłej wody zawiera więcej ciepła niż
szklanka wrzątku
6
Skale temperaturowe
Fahrenheit
Celsjusz
Kelvin – skala absolutna
Konwersja temperatur w różnych skalach:
o
F = (1.8 x
o
C) + 32
o
C = (
o
F - 32) / 1.8
2
7
Sposoby transferu ciepła
przewodzenie
-transfer przez materię poprzez
przewodnictwo molekularne
konwekcja
-transfer przez przemieszczanie się
substancji
promieniowanie
- promieniowanie elektromegnetyczne
8
Promieniowanie
elektromagnetyczne
prędkośd - 300,000 kms
-1
długośd fali determinuje rodzaj
promieniowania
światło widzialne – 0,7 (czerwone) – 0,4
(fiolet) mikrometrów * m]
9
Spektrum promieniowania
elektromagnetycznego Słooca
10
Promieniowanie Słooca vs Ziemi
11
Idea ciała doskonale czarnego
Ciało które pochłania całe promieniowanie
elektromagnetyczne na nie padające
żadna porcja promieniowanie nie przechodzi przez oraz nie jest odbijana,
w klasycznej fizyce ciało takie może emitowad promieniowanie o każdej długości fali.
pomimo nazwy ciała doskonale czarne nie są czarne jako że sa również źródłami
promieniowania. Ilośd i rodzaj promieniowania emitowanego zależy od ich temperatury
Ciała doskonale czarne o temperaturze około 700K (430C) emitują bardzo niewielkie ilości
promieniowania w paśmie widzialnym tak wiec pozostają czarne. Ciała w temperaturach
wyższych emitują promieniowanie w paśmie widzialnym rozpoczynającym się od czerwonego,
następnie pomaraoczowego, żółty i biały a przy dalszym wzroście temperatury niebieski
Pojęcie ciała doskonale czarnego zostało wprowadzone
przez Gustawa Kirchoffa w 1860. Światło emitowane przez
ciało doskonale czarne jest nazywane promieniowaniem
ciała doskonale czarnego
12
PrawaPromieniowania
Kirchoff’a
Wien’a
Plank’a
Stefan-Boltzmann’a
3
13
Prawo Kirchoff’a
b
E
E
A
14
Prawo Wienn’a
const
T
m
15
Prawo Planck’a
c- prędkośd światła
h – stała Planc’a
k- stała Boltzmann’a
T- temperatura [K]
)
1
(
2
/
5
2
kT
hc
b
e
h
c
E
16
Prawo Stefan-Boltzmann’a
E – całkowita energia emitowana przez
ciało
e – zdolnośd emisyjna
- stała S-B (5,67·10
-8
W m
-2
K
-4
)
4
T
e
E
17
Promieniowanie ciała doskonale
czarnego
18
Atmosfera z przestrzeni
kosmicznej
4
19
Ekstynkcja promieniowania
Słonecznego
20
Pochłanianie dla określonych
długości fal
21
...cd
22
Natężenie promieniowania–
promieniowanie pochłonięte
)
1
)(
sinh
(
sinh
0
0
A
i
p
I
I
i
p
I
I
m
ab
m
23
Albedo
24
5
25
Bilans Radiacyjny
K
K
L
Chmury
L
E =K -K = K - K A=K (1-A)
E =L -L
R=E
-E
26
Bilans Energetyczny
R>0
G – transfer ciepła w grunt
SH – Ciepło Odczuwalne
LH – Ciepło Utajone
27
28
Ścieżka Słooca - Alaska
29
30
Ścieżki Słooca
6
31
Efekt cieplarniany vs
temperatura efektywna
C
K
K
T
I
I
T
e
r
I
A
I
r
I
o
e
a
e
a
9
,
18
2
,
254
10
67
,
5
4
1353
7
,
0
4
)
1
(
4
8
4
2
0
2
32
Efekt cieplarniany
Solar radiation
4
'
0
T
4
T
4
T
'
0
T
C
K
T
T
T
T
T
4
,
29
5
,
302
19
,
1
2
2
4
'
0
4
4
'
0
Założenie – atmosfera pochłania całe promieniowanie własne powierzchni Ziemi
33
Globalny Bilans Energetyczny
Składowe radiacyjne
34
35
36
7
37
Światowy Bilans energetyczny
składowe nieradiacyjne
38
39
40
41
Roczny przebieg temperatury
42