A napsugárzás Szerkesztette: Vizkievicz András A Napból érkező elektromágneses sugárzás. Több tartományt különítünk el (hullámhossz szerint). Minél rövidebb a sugárzás hullámhossza, annál nagyobb az energiája. Típusai gamma (legrövidebb), röntgen, UV (ultraibolya), fény 400nm 800 nm, IR (infravörös, hősugarak), rádióhullámok. A gamma, röntgen és UV sugarak nagy erejűek, roncsoló hatásúak, a légkör felső rétegei nagyrészt kiszűrik. A földfelszínt az összes sugárzás 50%-a éri el, ennek 50%-a fény, 45%-a IR és 5%-a UV. Az UV jelentős részét az ózon nyeli el, az IR sugarakat a felhőzet veri vissza. A látható fény további tartományokra osztható: ibolya (legrövidebb), kék, zöld, sárga, narancs, vörös. A fény lehet: közvetlen fény, derült időben, melegebb, több az IR-tartomány, szórt fény, visszavert fény, pl. épület/fa árnyékában látható fény, ill. a felhőzeten átszűrődő fény. 1
A fényviszonyokat befolyásolja: 1. Domborzat tengerszint feletti magasság (felfelé nő a közvetlen fény és az UV aránya), hegyek északi/déli lejtője (déli oldalon több a napsütés az északi féltekén). 2. Szélességi körök Beesési szög csökkenése miatt az egyenlítőtől a pólusok fel egyre több a szórt fény, a pólusokon szinte csak szórt fény van (egyre vastagabb légrétegen kell a sugárzásnak áthatolni). 3. Növényzet Ahol nincs, több a közvetlen fény, pl. sivatagokban. A fény hatása az élőlényekre Minden élőlény számára fontos (kivéve pl. kemotróf baktériumok, gombák, mélytengeri élőlények, barlangi élőlények). A fototróf élőlények pl. növények - anyagcseréjéhez elengedhetetlen. Az állatoknak közvetve szükséges, főleg aktivitásukat befolyásolja: nappali, éjjeli állatok. Továbbá mennyiségének változása befolyásolja a biológiai szaporodási - ciklusokat. Hőmérséklet Egy adott terület hőmérsékleti viszonyait befolyásolja: a napsugárzás, a légkör, a felszín sajátságai, domborzati viszonyok. A légkör A napsugárzás közvetlenül csak elhanyagolható mértékben melegíti fel a levegőt, a sugárzás a légkörön áthatolva a felszínben nyelődik el, aminek köszönhetően az felmelegszik. 2
A felmelegedett földfelszín a felette elhelyezkedő légrétegeket felmelegíti. A felmelegedő levegő sűrűsége csökken, felszáll, helyére nehezebb, hideg levegő kerül (konvekció). A földfelszín által kibocsátott sugárzás hullámhossza eltérő hosszabb, mint az elnyelt sugárzásé, azaz több benne az IR tartomány. A kisugárzásból származó energiát a légkör különféle gázai széndioxid, vízgőz, metán stb. - elnyelik és visszasugározzák a felszín felé, aminek köszönhetően egy hőcsapda jön létre. A jelenség teljesen hasonló az üvegházban tapasztaltakhoz, ezért üvegházhatásnak hívjuk. Az üvegházhatás kb. 35 fokkal emeli a bolygó átlaghőmérsékletét. Az ipari forradalom óta emelkedik a légkörben az üvegházhatású gázok mennyisége, aminek következtében nő a levegő átlaghőmérséklete (globális felmelegedés). A folyamatot gyorsítja a zöld növénytakaró csökkenése, mivel a növények fotoszintézisükkel kivonják a széndioxid egy részét a légkörből. Mindezek eredményeképpen a levegő alulról felfelé melegszik fel, 100 méterenként hőmérséklete kb. 0,5 fokkal csökken. A globális felmelegedés klímaváltozás - hatásai A globális felmelegedés következményeit nehéz előre jelezni. A Föld éghajlatát kialakító rendszer ugyanis igen összetett és egyes elemei (szárazföldi jégtakarók, tengeri jég, tengeráramlások, csapadékzónák stb.) szoros kapcsolatban állnak, befolyásolják egymást. Hatása helyenként változó mértékű, sőt ellentétes is lehet, ezért helyesebb klímaváltozásról beszélni. 3
Megállíthatatlan az óceánok vízszintemelkedése Az Antarktiszt övező tengeri jégtakaró összeomlása: 10 év. A jégborítás csökkenése miatt a beeső napsugárzásnak egyre nagyobb része nyelődik el, amitől még tovább melegszik a térség. A grönlandi jégtakaró eltűnése: minimum 300 év. A globális felmelegedés gyorsítja a jég visszahúzódását. A fogyatkozó jég csökkenő mechanikai terhelésével párhuzamosan emelkedik a kontinentális aljzat a térségben, további módosítva a gleccserek sebességét. A modellek alapján legrosszabb esetben a globális átlaghőmérséklet 3 fokos emelkedésétől a teljes grönlandi jégtakaró eltűnhet, ami akár hét méterrel is megemelheti a világtenger szintjét. A nyugat-antarktiszi jégself összeomlása: minimum 300 év. A jég vékonyodására itt a műholdas mérések mellett az elmúlt időszakban megfigyelt hatalmas jégtábla-leszakadások is utalnak. Az ún. atlanti termohalin cirkuláció összeomlása: 100 év. Ez a körforgás a tenger hőmérséklet- és sótartalom-változása nyomán alakul ki. A szárazföldről érkező, az olvadó jégtakarók miatt megnőtt mennyiségű édesvíz, valamint a változó hőmérséklet és a változó légköri páratartalom miatt módosul a tengervíz sótartalma, párolgása, ezektől pedig annak sűrűsége - ami átalakítja az áramlást. Az El-Nino déli oszcilláció felerősödése: 100 év. A jelenség keretében a dél-amerikai kontinens partvidékénél az óceán felszíne túl magas hőmérsékletű lesz, ami befolyásolja a csapadék mennyiségét és a tengeri bioszférát a térségben. Az indiai nyári monszun összeomlása: néhány év. Ez az indiai szubkontinens térségében jár nagy mennyiségű csapadékkal, változásai súlyos problémát okozhatnak, elsősorban a mezőgazdaság számára. A Szahara és a Száhel-öv területén a nyugat-afrikai monszun átalakulása közel 10 év múlva okoz majd változásokat. Itt egyelőre a modellek alapján a mainál akár csapadékosabb, de akár szárazabb viszonyok is kialakulhatnak. Az Amazonas térségének és az északi erdőségek (tajga) átalakulása: közel 50 év. Itt a csapadék csökkenése, illetve a tajga esetében a növekedése okoz majd jelentős változást, amelynek pontos jellemzői és következményei egyelőre alig ismertek. A tanulmány szerint az emberi beavatkozás jelentősen felgyorsítja az idővel egyébként is bekövetkező változásokat. Leginkább az Antarktiszt övező tengeri jég és a grönlandi szárazföldi jégtakaró közelgő felbomlása kritikus. A modell előrejelzéseit ugyanakkor óvatosan kell értelmezni, az eredmények ugyanis erősen függenek egyelőre kevéssé ismert, de a számításoknál kulcsszerepet játszó bemeneti paraméterektől. forrás: origo 2008.02.12. Földfelszín hatása Vízzel való borítottság (víz nagy hőkapacitása miatt nehezebben melegszik fel és hűl le, hűtő-fűtőhatás, óceáni éghajlat). Kitettség (északi-déli oldal, a lejtő dőlésszöge). Hóval borítottság. Tengerszint feletti magasság. Szélességi kör. Növénytakaró. Hőmérséklet hatása az élőlényekre Az egyes fajok elterjedését a földön a hőigényük alapvetően meghatározza. Ismertek ugyanakkor tágtűrésű fajok is (puma, cetek). A legtöbb élőlény kb. -20 és +30 fok közötti hőmérséklet tartományban fordul elő. A hajtásos növények párologtatás útján szabályozzák testhőmérsékletüket. A fagyás ellen sejtplazmájuk koncentrációjának növelésével védekeznek. 4
Az állatok hőszabályozás szerint két csoportba sorolhatók. A változó testhőmérsékletűek fejletlen hőszabályozásúak, testük hőmérsékletét nem tudják függetleníteni a környezet hőmérsékletétől. Elterjedésüknek határt szab a környezet hőmérséklete. Az állandó testhőmérsékletűek (madarak, emlősök) fejlett hőszabályozó mechanizmusokkal rendelkeznek. Allen-szabály: A hidegebb területek élőlényeinek függelékei kisebbek, mint a melegebb területen élő rokonaiké (a sivatagi róka füle nagyobb, mint a vörös rókáé). Bergmann-szabály: A hidegebb területen élő fajok mérete nagyobb a melegebb területen élő rokon fajokénál (a sarki pingvinek nagyobbak, mint az egyenlítőiek). A hőtermelés a testtömeggel, a hőleadás a testfelülettel arányosan változik. A testméretek növekedésével a tömeg 3. hatvánnyal, a felület csak a 2. hatvánnyal nő. 5