Bức xạ mt là gì

Bức xạ mặt trời là một biến số khí tượng quan trọng dùng để xác định lượng "nhiệt" mà chúng ta sẽ nhận được từ mặt trời trên bề mặt trái đất. Lượng bức xạ mặt trời này đang bị thay đổi do biến đổi khí hậu và sự lưu giữ các khí nhà kính.

Bức xạ mặt trời có khả năng đốt nóng bề mặt đất và các vật [thậm chí của chúng tôi] mà hầu như không làm nóng không khí. Hơn nữa, biến này rất quan trọng để đánh giá công việc chúng ta đang làm trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu. Bạn có muốn biết mọi thứ về bức xạ mặt trời?

Index

• 1 Bức xạ mặt trời đi qua bầu khí quyển
• 2 Tất cả các cơ thể đều phát ra bức xạ
• 3 Bức xạ mặt trời hoạt động như thế nào
• 4 Làm thế nào để chúng ta đo bức xạ?
• 5 Bức xạ mặt trời và tăng hiệu ứng nhà kính
• 6 Bức xạ mặt trời và biến đổi khí hậu

Bức xạ mặt trời đi qua bầu khí quyển

Khi chúng ta ở bãi biển vào một trong những ngày hè nóng nực này, chúng ta nằm "phơi nắng". Khi ở trong khăn tắm lâu hơn, chúng ta nhận thấy cách cơ thể nóng lên và tăng nhiệt độ, cho đến khi chúng ta cần đi tắm hoặc vào trong bóng râm vì bị bỏng. Điều gì đã xảy ra ở đây, nếu không khí không quá nóng? Điều gì đã xảy ra là những tia nắng mặt trời đã xuyên qua bầu khí quyển của chúng ta và làm ấm cơ thể chúng ta mà không làm nóng không khí.

Điều gì đó tương tự như những gì xảy ra với chúng ta trong tình huống này là những gì xảy ra với Trái đất: Bầu khí quyển gần như 'trong suốt' với bức xạ mặt trời, nhưng bề mặt Trái đất và các thiên thể khác nằm trên đó hấp thụ nó. Năng lượng do Mặt trời truyền đến Trái đất được gọi là năng lượng bức xạ hay bức xạ. Bức xạ truyền trong không gian dưới dạng sóng mang năng lượng. Tùy thuộc vào lượng năng lượng mà chúng mang theo, chúng được phân loại dọc theo phổ điện từ. Chúng ta có từ những sóng năng lượng nhất như tia gamma, tia X và tia cực tím, cũng như những sóng ít năng lượng hơn như tia hồng ngoại, vi sóng và sóng vô tuyến.

Tất cả các cơ thể đều phát ra bức xạ

Tất cả các vật thể đều phát ra bức xạ dựa trên nhiệt độ của chúng. Điều này được đưa ra bởi Định luật Stefan-Boltzmann trong đó nói rằng năng lượng do một cơ thể tỏa ra tỷ lệ thuận với lũy thừa thứ tư của nhiệt độ. Đây là lý do tại sao cả Mặt trời, một mảnh gỗ đang cháy, cơ thể của chúng ta và thậm chí là một mảnh băng đều tỏa ra năng lượng một cách liên tục.

Điều này khiến chúng ta tự đặt ra một câu hỏi: tại sao chúng ta có thể "nhìn thấy" bức xạ được phát ra từ mặt trời hoặc miếng gỗ đang cháy và chúng ta không thể nhìn thấy bức xạ do chúng ta phát ra, bề mặt của Trái đất hoặc mảnh gỗ. của băng? Cũng, điều này phụ thuộc phần lớn vào nhiệt độ đạt được của mỗi người trong số họ, và do đó, lượng năng lượng mà chúng chủ yếu phát ra. Nhiệt độ của các vật thể càng cao thì lượng năng lượng chúng phát ra trong sóng càng lớn và đó là lý do chúng sẽ được nhìn thấy nhiều hơn.

Mặt trời ở nhiệt độ 6.000 K và phát ra bức xạ chủ yếu ở các sóng trong phạm vi nhìn thấy [thường được gọi là sóng ánh sáng], nó cũng phát ra bức xạ cực tím [có nhiều năng lượng hơn và đó là lý do tại sao nó đốt cháy da của chúng ta khi tiếp xúc lâu] và Phần còn lại nó phát ra là bức xạ hồng ngoại mà mắt người không cảm nhận được. Đó là lý do tại sao chúng ta không thể cảm nhận được bức xạ mà cơ thể chúng ta phát ra. Cơ thể con người ở nhiệt độ khoảng 37 độ C và bức xạ mà nó phát ra nằm trong vùng hồng ngoại.

Bức xạ mặt trời hoạt động như thế nào

Chắc chắn khi biết rằng các cơ thể liên tục phát ra bức xạ và năng lượng sẽ mang đến một câu hỏi khác trong đầu bạn. Tại sao, nếu các cơ thể phát ra năng lượng và bức xạ, chúng không dần nguội đi? Câu trả lời cho câu hỏi này là đơn giản: trong khi chúng đang phát ra năng lượng, chúng cũng đang hấp thụ nó. Có một định luật khác, đó là định luật cân bằng bức xạ, nói rằng một vật phát ra cùng một lượng năng lượng mà nó hấp thụ, đó là lý do tại sao chúng có thể duy trì nhiệt độ không đổi.

Do đó, trong hệ thống bầu khí quyển trái đất của chúng ta, một loạt các quá trình diễn ra trong đó năng lượng được hấp thụ, phát ra và phản xạ, do đó sự cân bằng cuối cùng giữa bức xạ đi tới đỉnh khí quyển từ Mặt trời và bức xạ đi ra ngoài không gian bằng không. Nói cách khác, nhiệt độ trung bình hàng năm không đổi. Khi bức xạ Mặt trời đi vào Trái đất, phần lớn nó bị bề mặt Trái đất hấp thụ. Rất ít bức xạ tới bị mây và không khí hấp thụ. Phần còn lại của bức xạ được phản xạ bởi bề mặt, khí, mây và được đưa trở lại không gian vũ trụ.

Lượng bức xạ được phản xạ bởi một cơ thể đối với bức xạ tới được gọi là 'albedo'. Do đó, chúng ta có thể nói rằng hệ thống khí quyển trái đất có albedo trung bình là 30%. Tuyết mới rơi hoặc một số vũ tích phát triển theo chiều thẳng đứng có albedo gần 90%, trong khi sa mạc có khoảng 25% và đại dương khoảng 10% [chúng hấp thụ gần như tất cả bức xạ truyền tới chúng].

Làm thế nào để chúng ta đo bức xạ?

Để đo bức xạ mặt trời mà chúng ta nhận được tại một điểm, chúng ta sử dụng một thiết bị gọi là pyranometer. Phần này bao gồm một cảm biến được bao bọc trong một bán cầu trong suốt để truyền tất cả các bức xạ có bước sóng rất nhỏ. Cảm biến này có các phân đoạn đen và trắng xen kẽ giúp hấp thụ lượng bức xạ theo một cách khác. Sự tương phản nhiệt độ giữa các phân đoạn này được hiệu chỉnh theo thông lượng bức xạ [đo bằng watt trên mét vuông].

Ước tính lượng bức xạ mặt trời mà chúng ta nhận được cũng có thể thu được bằng cách đo số giờ nắng mà chúng ta có. Để làm điều này, chúng tôi sử dụng một công cụ được gọi là máy ảnh nhật ký. Điều này được hình thành bởi một quả cầu thủy tinh hướng về phía nam địa lý, hoạt động như một kính lúp lớn, tập trung tất cả bức xạ nhận được vào một điểm nóng sáng đốt cháy một băng giấy đặc biệt được chia vạch với các giờ trong ngày.

Bức xạ mặt trời và tăng hiệu ứng nhà kính

Trước đó chúng ta đã đề cập rằng lượng bức xạ mặt trời đi vào Trái đất và bức xạ đi vào Trái đất là như nhau. Điều này không hoàn toàn đúng, vì nếu vậy, nhiệt độ trung bình toàn cầu của hành tinh chúng ta sẽ là -88 độ. Chúng ta cần một cái gì đó giúp chúng ta giữ nhiệt để có thể có một nhiệt độ dễ chịu và có thể sống được như vậy để tạo ra sự sống trên hành tinh. Đó là nơi chúng tôi giới thiệu hiệu ứng nhà kính. Khi bức xạ mặt trời chiếu vào bề mặt Trái đất, nó quay trở lại gần một nửa bầu khí quyển để đẩy nó ra ngoài không gian. Chúng tôi đã nhận xét rằng mây, không khí và phần còn lại của các thành phần khí quyển hấp thụ một phần nhỏ bức xạ mặt trời. Tuy nhiên, lượng hấp thụ này không đủ để có thể duy trì nhiệt độ ổn định và giúp hành tinh của chúng ta có thể sinh sống được. Làm thế nào chúng ta có thể sống với những nhiệt độ này?

Cái gọi là khí nhà kính là những khí giữ lại một phần nhiệt độ phát ra từ bề mặt trái đất quay trở lại bầu khí quyển. Khí nhà kính là: hơi nước, khí cacbonic [CO2], ôxit nitơ, ôxit lưu huỳnh, mêtan, v.v. Mỗi loại khí nhà kính có khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời khác nhau. Nó càng có nhiều khả năng hấp thụ bức xạ, nó sẽ giữ lại nhiều nhiệt hơn và không cho phép nó quay trở lại không gian bên ngoài.

Trong suốt lịch sử loài người, nồng độ khí nhà kính [bao gồm nhiều nhất là CO2] ngày càng gia tăng. Sự gia tăng của sự gia tăng này là do cuộc cách mạng công nghiệp và việc đốt nhiên liệu hóa thạch trong công nghiệp, năng lượng và vận tải. Việc đốt các nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ và than đá, gây ra khí thải CO2 và mêtan. Những khí này trong một sự phát thải ngày càng tăng khiến chúng giữ lại một lượng lớn bức xạ mặt trời và không cho phép nó quay trở lại không gian vũ trụ.

Đây được gọi là hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, việc tăng hiệu ứng này chúng tôi gọi là nhà kính nó phản tác dụng, vì những gì chúng ta đang làm đang ngày càng làm tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu. Càng tập trung nhiều khí hấp thụ bức xạ này trong khí quyển, chúng sẽ giữ lại nhiều nhiệt hơn và do đó, nhiệt độ sẽ tăng lên.

Bức xạ mặt trời và biến đổi khí hậu

Sự nóng lên toàn cầu được biết đến trên toàn thế giới. Sự gia tăng nhiệt độ này do bức xạ mặt trời bị giữ lại nhiều gây ra sự thay đổi khí hậu toàn cầu. Nó không chỉ có nghĩa là nhiệt độ trung bình của hành tinh sẽ tăng lên, mà khí hậu và mọi thứ kéo theo sẽ thay đổi.

Sự gia tăng nhiệt độ gây ra sự mất ổn định trong các dòng không khí, khối lượng đại dương, sự phân bố của các loài, sự liên tiếp của các mùa, gia tăng các hiện tượng khí tượng khắc nghiệt [như hạn hán, lũ lụt, bão ...], v.v.. Đó là lý do tại sao để lấy lại cân bằng bức xạ của chúng ta một cách ổn định, chúng ta phải giảm phát thải khí nhà kính và lấy lại khí hậu của chúng ta.