Maapallon säteilybudjetin osatekijöitä ovat Maapallon systeemiin tuleva, heijastuva, absorboituva ja säteilevä energia. Fysiikan energian säilymisperiaatteeseen perustuva säteilybudjetti edustaa kirjanpitoa tasapainosta saapuvan säteilyn, joka on lähes kokonaan auringon säteilyä, ja lähtevän säteilyn välillä, joka on osittain heijastunutta auringon säteilyä ja osittain maapallon järjestelmästä, mukaan lukien ilmakehä, lähtevää säteilyä. Epätasapainossa oleva budjetti voi aiheuttaa ilmakehän lämpötilan nousua tai laskua ja lopulta vaikuttaa ilmastoon. Tämän tulevan ja lähtevän säteilyn mittaamisessa käytetyt energiayksiköt ovat wattia neliömetriä kohti (W/m2).
TULEVA AURINKOSÄTEILY
Auringosta tuleva ultraviolettisäteily, näkyvä säteily ja rajallinen osa infrapunasäteilyä (joita yhdessä kutsutaan joskus lyhytaaltoiseksi säteilyksi) ohjaavat maapallon ilmastojärjestelmää. Osa tästä saapuvasta säteilystä heijastuu pilvistä, osa absorboituu ilmakehään ja osa kulkeutuu Maan pinnalle. Ilmakehässä olevat suuremmat aerosolihiukkaset ovat vuorovaikutuksessa ja absorboivat osan säteilystä, mikä aiheuttaa ilmakehän lämpenemistä. Tästä absorptiosta syntyvä lämpö emittoituu pitkäaaltoisena infrapunasäteilynä, josta osa säteilee avaruuteen.
AURINKOSÄTEILYN ENERGIA
Aurinkosäteily, joka läpäisee Maan ilmakehän, joko heijastuu lumesta, jäästä tai muusta pinnasta tai absorboituu Maan pinnalle.
PITKÄAALTOINEN SÄTEILY
Lämpö, joka syntyy saapuvan lyhytaaltoisen säteilyn absorboitumisesta, emittoituu pitkäaaltoisena säteilynä. Lämmenneen yläilmakehän säteily sekä pieni määrä maapallon pinnalta säteilee avaruuteen. Suurin osa emittoituneesta pitkäaaltoisesta säteilystä lämmittää alempaa ilmakehää, joka puolestaan lämmittää planeettamme pintaa.
KASVIHUONEKEINON VAIKUTUS
Koska ilmakehässä olevat kasvihuonekaasut (kuten vesihöyry ja hiilidioksidi) absorboivat suurimman osan Maapallon emittoituneesta pitkäaaltoisesta infrapunasäteilystä, joka lämmittää alempää ilmakehää. Lämmennyt ilmakehä puolestaan säteilee pitkäaaltoista säteilyä, josta osa säteilee kohti Maan pintaa pitäen planeettamme lämpimänä ja yleisesti ottaen miellyttävänä. Kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin ja metaanin, kasvavat pitoisuudet nostavat alemman ilmakehän lämpötilaa rajoittamalla emittoituneen säteilyn kulkua ulospäin, mikä johtaa ”ilmaston lämpenemiseen” tai laajemmin sanottuna maailmanlaajuiseen ilmastonmuutokseen.
SÄTEILY JA ILMASTOJÄRJESTELMÄ
Jotta tutkijat voivat ymmärtää ilmastonmuutosta, heidän on myös selvitettävä, mikä ohjaa muutoksia maapallon säteilybudjetissa. NASAn Aqua ja Terra -satelliiteissa oleva Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) -instrumentti mittaa avaruuteen heijastunutta lyhytaaltoista säteilyä ja avaruuteen säteilevää pitkäaaltoista säteilyä riittävän tarkasti, jotta tutkijat voivat määrittää maapallon kokonaissäteilytalousarvion. Muilla NASAn välineillä seurataan muutoksia maapallon ilmastojärjestelmän muissa osatekijöissä, kuten pilvissä, aerosolihiukkasissa ja pinnan heijastuvuudessa, ja tutkijat tutkivat niiden monia vuorovaikutuksia säteilybudjetin kanssa.
Katso tämä maapallon energiabudjetti -juliste saadaksesi lisää tietoa siitä, miten ymmärrämme energiavirtoja Maahan ja Maasta poispäin.
Sivun alkuun | Takaisin EMS:n kotisivulle
Viittaus
APA
National Aeronautics and Space Administration (NAFA), Science Mission Directorate (tiedeosasto). (2010). The Earth’s Radiation Budget. Haettu , NASA Science -sivustolta: http://science.nasa.gov/ems/13_radiationbudget
MLA
Science Mission Directorate. ”The Earth’s Radiation Budget” NASA Science. 2010. National Aeronautics and Space Administration. http://science.nasa.gov/ems/13_radiationbudget