A Föld sugárzási mérlege
Az energia behatol, visszaverődik, elnyelődik, és kisugárzódik a Föld rendszere által, ezek a Föld sugárzási mérlegének az összetevői. Az energiamegmaradás fizikai elve alapján ez a sugárzási mérleg adja a magyarázatot az egyensúlyra a beérkező sugárzás, amely szinte teljes mértékben napsugárzás, és a kilépő sugárzás, amely részben visszavert napsugárzás, és részben a Föld rendszere, beleértve az atmoszférát, által kibocsátott sugárzás között. Egy olyan mérleg, amely nincsen egyensúlyban, okozhatja az atmoszféra hőmérsékletének növekedését vagy csökkenését, és előbb-utóbb hatást gyakorol a klímánkra. Az energiának az az egysége, amit ennek a bejövő és kimenő sugárzásnak a mérésére használnak, a watt per négyzetméter (W/m2).


BEÉRKEZŐ NAPSUGÁRZÁS

A bejövő ultraviola, látható, és egy korlátozott résznyi infravörös energia (ezeket együtt „rövidhullámú sugárzásnak” szokták nevezni) utazik a Napból a Föld klíma rendszerébe. Ennek a beérkező sugárzásnak egy részét a felhők visszaverik, egy részét az atmoszféra elnyeli, és egy része eléri a Föld felszínét. A nagyobb részecskék az atmoszférában interakcióba kerülnek a sugárzással, és elnyelik azt, mely által az atmoszféra melegedését idézik elő. A hő, melyet ez az elnyelődés eredményez, hosszúhullámú infravörös sugárzásként verődik vissza, melynek egy része kisugározódik az űrbe.


ELNYELT ENERGIA

A napsugárzás, mely áthatol a Föld atmoszféráján, vagy visszaverődik a hóról, jégről, vagy egyéb világos felületekről, vagy a Föld felszíne elnyeli azt.


Kibocsátott HOSSZÚHULLÁMÚ sugárzás

A hő, melyet a bejövő rövidhullámú sugárzás elnyelése eredményez, hosszúhullámú sugárzásként kerül kibocsátásra. A felmelegedett felsőbb atmoszférából származó sugárzás, együtt azzal a kisebb mennyiséggel, mi a Föld felszínéről származik, kisugárzódik az űrbe. A kibocsátott hosszúhullámú sugárzás legnagyobb része melegíti az alsóbb atmoszférát, amely pedig melegíti bolygónk felszínét.


ÜVEGHÁZHATÁS

Az üvegház gázok az atmoszférában (mint a vízpára és széndioxid) nyelik el a legtöbb hosszúhullámú infravörös sugárzást, melyet a Föld bocsát ki, ami melegíti az alsóbb atmoszférát. Viszont, a felmelegedett atmoszféra hosszúhullámú sugárzást bocsát ki, melynek egy része a Föld felszínére sugárzódik, melegen tartva bolygónkat, ami az általános élethez szükséges. Az üvegház gázok növekvő koncentrációja, mint a széndioxid és metán, növeli az atmoszféra alsóbb rétegeinek hőmérsékletét, megfékezve a kifelé irányuló sugárzás-kibocsátás útját, amely „globális felmelegedéshez” vezet, vagy szélesebb körben, globális klímaváltozáshoz.





SUGÁRZÁS ÉS A KLÍMA RENDSZER

A tudósoknak ahhoz, hogy megértsék a klímaváltozást, meg kell határozni, hogy mi okozza a változást a Föld sugárzási mérlegében. A „Felhők és a Föld sugárzási energia rendszere” (The Clouds and the Earth's Radiant Energy System) (CERES) műszer a NASA Aqua és Terra szatellitjeinek fedélzetén a visszaverődött rövidhullámú sugárzást, és az űrbe kibocsátott hosszúhullámú sugárzást méri, elég pontosan ahhoz, hogy a tudósok meg tudják határozni a Föld teljes sugárzási mérlegét. Más NASA műszerek a Föld klímarendszerében más szempontokból történt változásokat monitorozzák – mint a felhők, levegőben található részecskék, és a felszín visszaverő képessége – és a tudósok ezeknek a sugárzási mérleggel kapcsolatos sokféle interakcióját vizsgálják.


(Forrás: mynasadata.larc.nasa.gov, science.nasa.gov; itt oktatási célból szerepelnek a szövegek.)
(A képek forrásai: mynasadata.larc.nasa.gov, science.nasa.gov)