Energi [16846] Ursprunglig fråga: 1. a).Om jorden antas vara en svart kropp utan atmosfär som sväljer all inkommande strålning, och strålar ut enligt stefan.boltzmanns lag, hur räknar man fram jordens medeltempratur vid jämvikt? Hur gör man detta enklast? Och hur visar man det på enklast pedagogiska vis med en "figur"?
b).Om 30% av strålningen sedan reflekteras utan att påverka dvs att jordens albedo är 30%, hur visar man det då? 2. En del av den strålning som jorden avger tas upp av atmosfären. Varför kan den tas upp men inte den infallande? Antag att atmosfären tar upp all den strålning som jorden avger. Vid jämvikt kommer atmosfären att avge lika mycket strålning, denna strålning avges både uppåt och nedåt. Antag vidare att jorden tar upp det nedåtriktade bidraget från atmosfären och använd för att beräkna ny medeltemp för jorden? 3. För att som i uppgifter ovan illustrera en mer verklighetstrogen bild av jorden och dess atmosfärs uppbyggnad, vad bör man ta med i en sådan modell? Svar: 1 För konstant temperatur: Instrålad effekt = utstrålad effekt där vänstra ledet är (1-a) * (solarkonstanten) * pR2 R är jordradien och uttrycket ovan är den yta som träffas av strålningen, a är jordens albedo (reflektionsförmåga, dvs hur stor del av den inkommande strålningen som direkt reflekteras tillbaka ut i rymden). Jorden medelalbedo är c:a 0.36, så 0.64 av strålningen absorberas och ger bidrag till uppvärmningen. Den utstrålade effekten är från Stefan-Boltzmanns lag (Stefan-Boltzmann_law 4pR2*sT4 (observera att här har vi hela klotets yta!) Vi får alltså (1-a) * (solarkonstanten) * pR2 = 4pR2*sT4 dvs (1-a)*(solarkonstanten) = 4sT4 T4 = (1-a)*(solarkonstanten)/(4*s) = 0.64*1370/(4*5.67 10-8) = 38.7 108 dvs T = 249 K = (249-273) = -24oC Jämfört med jordens uppmätta medeltemperatur, c:a 15oC, är detta mycket lågt. Observera dock att vi ännu inte tagit hänsyn till växthuseffekten 2 Växthuseffekten behandlas detaljerat i fråga 12668 3 Verkligheten är i själva verket mycket mer komplicerad. Dels finns det fler faktorer att ta hänsyn till (t.ex. aerosoler) och dels har man återkoppling mellan de olika parametrarna. Om man t.ex. ökar värdet på en parameter kan det tänkas att en annan parameter antingen minskar eller ökar. Detta är skälet till att olika klimatmodeller ger olika resultat. Länk 1 är en mycket bra övning vad gäller temperaturbalansen. Solar_radiation_management Nyckelord: solarkonstanten [6]; växthuseffekten [34]; jordens atmosfär [11]; klimat [11]; 1 http://media.pearsoncmg.com/bc/bc_bennett_essential_2/tutorials/PlanetST/GoPlanetST.html Frågelådan innehåller 7442 frågor med svar. Frågelådan är öppen för frågor efter att Microsoft har fixat problemet med servern. (11 dec 2019)
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.