A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Hasonló dokumentumok
Agrometeorológia. Előadás II.

A SUGÁRZÁS ÉS MÉRÉSE

Kovács Mária, Krüzselyi Ilona, Szabó Péter, Szépszó Gabriella. Országos Meteorológiai Szolgálat Éghajlati osztály, Klímamodellező Csoport

Sugárzásos hőtranszport

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

Hőmérsékleti sugárzás

A NAPSUGÁRZÁS MÉRÉSE

A gravitáció hatása a hőmérsékleti sugárzásra

MŰHOLDAKRÓL TÖRTÉNŐ LEVEGŐKÉMIAI MÉRÉSEK

A hőmérsékleti sugárzás

A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

1. Az üregsugárzás törvényei

Szabadentalpia nyomásfüggése

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA (BME GEÁT 5128) Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Áramlástan Tanszék, 2008 Dr. Goricsán István

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

Agroökológia és agrometeorológia

A fény tulajdonságai

A napenergia magyarországi hasznosítását támogató új fejlesztések az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

KOGENERÁCIÓS NAPENERGIA HASZNOSÍTÓ BERENDEZÉS KIFEJLESZTÉSE VILLAMOS- ÉS HŐENERGIA ELŐÁLLÍTÁSÁRA ÉMOP

A NAPSUGÁRZÁS. Dr. Lakotár Katalin

A fény keletkezése. Hőmérsékleti sugárzás. Hőmérsékleti sugárzás. Lumineszcencia. Lézer. Tapasztalat: a forró testek Hőmérsékleti sugárzás

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Szilárd testek sugárzása

Napsugárzás mérések az Országos Meteorológiai Szolgálatnál. Nagy Zoltán osztályvezető Légkörfizikai és Méréstechnikai Osztály

Környezeti kémia II. Troposzféra

VAN-E KAPCSOLAT AZ UV-SUGÁRZÁS VÁLTOZÁSA ÉS A KLÍMAVÁLTOZÁS KÖZÖTT?

Globális környezeti problémák. Dr. Rédey Ákos tanszékvezető egyetemi tanár Veszprémi Egyetem Környezetmérnöki és Kémiai Technológia Tanszék

A modern fizika születése

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István


e(λ,t) = E(λ,T) 2hc 1 E(λ,T) = hullámhossz, m LÁT- HATÓ. röntgen. mikrohullám

AZ ÉGHAJLATI ELEMEK IDİBELI ÉS TÉRBELI VÁLTOZÁSAI MAGYARORSZÁGON A NAPSUGÁRZÁS

A távérzékelés és fizikai alapjai 3. Fizikai alapok

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

Agroökológiai rendszerek biogeokémiai ciklusai és üvegházgáz-kibocsátása

A LÉGKÖRI SZÉN-DIOXID ÉS AZ ÉGHAJLAT KÖLCSÖNHATÁSA

A hőmérsékleti sugárzás

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás

A LÉGKÖR NAPSUGÁRZÁS-ÁTBOCSÁTÁSÁNAK HOSSZÚTÁVÚ VÁLTOZÁSA BUDAPEST FELETT DIMMING VAGY BRIGHTENING? Tóth Zoltán

Fotointerpretáció és távérzékelés 1.

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

FOTOSZINTETIKUSAN AKTÍV SUGÁRZÁS GLOBÁLSUGÁRZÁS

MEGÚJULÓ ENERGIÁK INTEGRÁLÁSA A HAZAI ENERGIARENDSZERBE, KÜLÖNLEGES TEKINTETTEL A NAPENERGIA TERMIKUS HASZNOSÍTÁSÁRA. Prof. Dr.

Dr.Tóth László

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

A napenergia-hasznosítás alapjai

u,v chromaticity diagram

Kémiai reakciók sebessége

Gelencsér András egyetemi tanár Pannon Egyetem MTA Levegıkémiai Kutatócsoport

LÉGKÖRI ÜVEGHÁZHATÁS A KŐZETBOLYGÓKON

Az elektromágneses hullámok

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Kipp & Zonen honlap - Tudástár témák fordítása _ Főoldal 1

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

dr. Breuer Hajnalka egyetemi adjunktus ELTE TTK Meteorológiai Tanszék

Időjárási ismeretek 9. osztály. Buránszkiné Sallai Márta OMSZ, EKF-NTDI

A Föld pályája a Nap körül. A világ országai. A Föld megvilágítása. A sinus és cosinus függvények. A Föld megvilágítása I. A Föld megvilágítása II.

GLOBÁLIS KÖRNYEZETI PROBLÉMÁK KLÍMAVÁLTOZÁS FENNTARTAHATÓ KÖRNYEZE

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Környezeti klimatológia I. Növényzettel borított felszínek éghajlata

Változó éghajlat, szélsőségek

Színképelemzés. Romsics Imre április 11.

G L O B A L W A R M I N

TGBL1116 Meteorológiai műszerek. Meteorológiai sugárzásmérés

1.1 Emisszió, reflexió, transzmisszió

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

A FÖLD ENERGIAMÉRLEGÉNEK NÉHÁNY KÉRDÉSE A FIZIKAÓRÁN

Energiatakarékossági szemlélet kialakítása

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

Hangintenzitás, hangnyomás

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA

Távérzékelés, a jöv ígéretes eszköze

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Megújuló energiaforrások BMEGEENAEK Kaszás Csilla

Meteosat műhold adatokon alapuló szolár fejlesztések

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

A felhőzet hatása a Föld felszíni sugárzási egyenlegére*

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

A lézer alapjairól (az iskolában)

F-gáz szabályozás. Tehetünk Földünkért

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Milyen színűek a csillagok?

A jövőbeli éghajlatváltozás tudományos vizsgálata

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Feketetest sugárzás. E = Q + W + W sug. E = Q + W + I * dt. ELTE II. Fizikus, 2005/2006 I. félév KISÉRLETI FIZIKA Hıtan (XI.

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Átírás:

A légköri sugárzás Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Sugárzási törvények I. 0. Minden T>0 K hőmérsékletű test sugároz 1. Planck törvény: minden testre megadható egy hőmérséklettől és hullámhossztól függő függvény, amellyel leírható a test által kisugárzott energia f = E(λ, T) a maximális energiához tartozó hullámhossz fordítottan arányos a hőmérséklettel

Sugárzási törvények II. 2. Stefan-Boltzmann törvény: teljes kisugárzott energia csak a hőmérséklet negyedik hatványának függvénye Planck-függvény integrálásával kapjuk E Wm 2 4 = σ T σ: Stefan-Boltzmann állandó 5,67 10 8 [Wm -2 K 4 ] 3. Wien-féle eltolódási törvény: a hullámhossz, melyen a maximális energiával sugároz meghatározható: λ max [μm] = 2884 T[K]

Sugárzási törvények III. 4.Kirchoff-törvény: kibocsátott és elnyelt energiák hányadosa nem függ az anyag minőségétől Jó sugárzás-elnyelő test egyben jó kisugárzó is e(λ, T) a(λ, T) = E(λ, T) kisugárzás=emisszió=e elnyelés=abszorpció=a

Napsugárzás I. Foton részecske kémiai reakciók => energia felszabadulás

Napsugárzás II. Elektromágneses sugárzás hullám NAPSUGÁRZÁS Hullámhossz (λ), frekvencia (ν), terjedési sebesség (c) rövidhullám Nap által kisugárzott 4000 nm = 4 μm λ ν = c hosszúhullám Föld felszín által kisugárzott

A napsugárzás légkör felső határára érkező mennyisége földrajzi szélesség, évszak szerinti változások

Nap, mint energiaforrás I. Nap közepes csillag Magfúzió => H + +H + =He => 90% H, 10% He Hőmérséklete: Magmában: kb. 15 millió K Felszínen: kb. 5800 K Felszínéről kiáramló energia: 62 millió W/m 2 => Földhöz (légkör teteje) 1367 W/m 2

Nap, mint energiaforrás II. - napfoltok

A sugárzás mennyiségét befolyásoló orbitális paraméterváltozások I. Excentricitás Tengelyelhajlás Szögsebesség változás Perihelion eltolódás Évszakok változása

A sugárzás mennyiségét befolyásoló orbitális paraméterváltozások II. Excentricitás Föld keringési pályájának lapultsága a b e Lineáris exc.: e = e / a = 0,0167

A sugárzás mennyiségét befolyásoló orbitális paraméterváltozások III. A változás értéke: 0.00013 /év

A tengely körüli forgás változása (precesszió) ( 21e év), és a perihelion-eltolódás ( 22e év) Ez megegyezik a szögsebesség változásával, hiszen W = v / r

A sugárzás mennyiségét befolyásoló orbitális paraméterváltozások IV. Az eljegesedés kedvező feltételei akkor alakulnak ki, ha: - maximális a földpálya lapultság, - minimális tengelyelhajlás, - és a naptávol nyáron következik be A sarkvidékeken erősödik a lehűlés, csökken a nyári besugárzás, fokozatos hó- és jégfelhalmozódás

A sugárzás mennyiségét befolyásoló orbitális paraméterváltozások V.

A sugárzás mennyiségét befolyásoló orbitális paraméterváltozások VI.

A légkör tetejére érkező sugárzás földrajzi szélesség és évszak függése

A légkör felső határán horizontális felszínre érkező napi napsugárzás mennyisége (W/m 2 ) Sarkokon: É => 538 W/m 2 D => 574 W/m 2 Déli féltekén nyáron nagyobb a sugárzás, mint az északi félteke nyáron => DE rövidebb a nyár délen mint északon

Napsütéses órák száma

A napsugárzás változása a légkörben

A napsugárzás spektrális eloszlása a légkör felső határán és a felszínen (T=5800 K fekete test spektruma)

A napsugárzás légköri veszteségei 1. T=5800 K fekete test 2. légkör tetejére érkező sugárzás 3. sztratoszférikus ózon általi elnyelés 4. O 2 és N 2 általi elnyelés 5. aeroszolokon való szóródás 6. vízgőz általi elnyelés 7. felszínre érkező sugárzás spektruma Rayleigh-szóródás: levegő molekulákon (4.) Mie-szóródás: nagyobb részecskéken (5.)

A fontosabb légköri összetevők elnyelési sávjai

A hosszúhullámú földsugárzás spektrális eloszlása

A Föld felszínre érkező sugárzás földrajzi szélesség függése 1. Napsugárzás a légkör tetején 2. A felszín által elnyelt sugárzás 3. Visszaverődés a felhőkről 4. Légköri elnyelés 5. Légköri visszaverődés 6. Elnyelés a felhőkön 7. Felszíni visszaverődés

A visszaverődött, elnyelt és transzmittált sugárzás veszteségei a felhővastagság függvényében

A Föld felszíni albedó Föld felszíni átlag: 0,3 Óceánok: 0,05-0,08 Növényzet (lombos): 0,2 Friss hó: 0,97 Hó: 0,85 Csupasz felszín: 0,2-0,5 (szín függő)

A Föld felszíni albedó

A légkör sugárzási egyenlege

A besugárzás többlete és hiánya I.

A besugárzás többlete és hiánya II.

Rövidhullámú sugárzási egyenleg

Hosszúhullámú sugárzási egyenleg

Föld energia mérlege

Az üvegházhatás

Az üvegházhatás - GWP GWP: Global warming potential globális fűtő-potenciál Szén-dioxidhoz képest adott üvegházgáz adott idő alatt hányszor annyi hőt raktároz el a légkörben, mint a szén-dioxid (mindkét gázból ugyanakkora tömeget tekintünk) Egyfajta hatékonysági mutató név vegyjel Tartóz. idő (év) GWP 20 év GWP 100 év Szén-dioxid CO 2 1 1 1 Metán CH 4 12 72 25 7.6 GWP 500 év Dinitrogén-oxid N 2 O 114 289 298 153 CFC-11 CCl 3 F 45 6,730 4,750 1,620 CFC-115 CClF 2 CF 3 1700 5,310 7,370 9,990 HFC-23 CHF 3 270 12,000 14,800 12,200 Kénhexafluorid SF 6 3200 16,300 22,800 32,600

Az üvegházhatás sugárzási kényszer Radiative forcing sugárzási kényszer: a felszín által elnyelt napsugárzás és világűrbe kibocsátott sugárzás különbsége IPCC kiegészítés: az iparosodás kezdetéhez képest (1750) relatív

A sugárzási komponensek hasznosítása a mérésekben: műholdak

Meteosat látható tartomány összege

Meteosat 10.8 μm (felhőtető hőm.)

Meteosat 6.2 μm (vízgőz)

Meteosat hamis színezés (optikai vastagság + felhőtető hőm.)

Meteosat hamis színezés (mikrofizika - felhőösszetevők)

Meteosat hamis színezés (légtömegek)