Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
2.3.PROCESYFIZYCZNEDETERMINUJĄCEKRĄŻENIEWODY
2.3.3.Promieniowanie
29
Trzeciądrogąprzenoszeniaenergii,opróczprzewodnictwaiadwekcji,jestpromie-
niowanie.EnergiapromieniowaniatermicznegoemitowanegoprzezSłońcejest
przekazywanawskutekabsorpcjiatmosferzeipowierzchniZiemi.Procespochła-
nianiajestbardzoskomplikowanyiniewpełniwyjaśniony.Dziejesiętak,ponie-
ważabsorpcjaenergiisłonecznejpoprzezatmosferęjestselektywnawzględemdłu-
gościfal,adługościfalwwidmieenergiipromieniowaniazależąodtemperatury
źródła.TakwięcdługościfalenergiipromieniowanejwtórnieprzezZiemięróżnią
sięoddługościfalabsorbowanegopromieniowaniasłonecznego.Dodatkowowy-
stępujerozpraszanieenergii,któreteżjestprocesemselektywnymwzględemdługo-
ścifal.
Promieniowaniemtermicznymjestenergiapromienistaemitowanajakowynik
temperaturyciała.Natężeniepromieniowaniaopisujesięgęstościąmocylubenergią
najednostkęczasuijednostkępowierzchni.JednostkąnatężeniajestJ⋅s
−1⋅m−2=
=W⋅m
−2.Kluczowympojęciemzwiązanymzfizykąpromieniowaniajestpojęcie
ciaładoskonaleczarnego.Ciałemdoskonaleczarnymnazywasiętakieciało,które-
gowspółczynnikabsorpcjienergiiwynosi1.Oznaczato,żeciałodoskonaleczarne
pochłaniacałąenergiędochodzącądoniego.Wwarunkachrównowagitermicznej
ciałotakiepromieniujetyleenergii,ileabsorbuje.Stosunekgęstościmocyemisyjnej
(gęstościstrumieniapromieniowania)danejpowierzchnidogęstościmocyemisyj-
nejciaładoskonaleczarnegonazywasięzdolnościąemisyjnądanejpowierzchni.
Jestonrównyzdolnościabsorpcyjnejwwarunkachrównowagitermicznej.Zdol-
nośćemisyjnąciaładoskonaleczarnegoopisujeprawoStefana−Boltzmanna(Boe-
ker,vanGrondelle,2002)
W
=σ
T
4
(2.9)
gdzie:W–natężeniepromieniowania[J⋅m
−2⋅s−1],σ−stałaStefana–Boltzmanna
(σ=0,0578⋅10
−14J⋅m−2⋅s−1⋅K−4),T–temperaturabezwzględna[K].
Niewszystkieciaławystępującewprzyrodziepromieniująjakciałodoskonaleczar-
ne.Wieleznichzachowujesięjaktzw.ciałaszare.Ciałemszarymnazywasiętakie
ciało,któreprzydanejtemperaturzeemitujenawszystkichdługościachfalokreślo-
nączęśćpromieniowaniaciaładoskonaleczarnego,mającegopodobnątemperaturę.
Natężeniepromieniowaniawtakiejsytuacjijestokreślonewzorem
W
=σ
β
T
4
(2.10)
gdzieβ<1–współczynnikemisyjności.
PromieniowaniesłonecznedocieradoZiemiwpostacifalróżnejdługości−od
tysięcznychczęścimikrometra(1pm=10
−6m)dokilkusetmikrometrów.Promie-
niowaniefaldługości0,002–0,4pmnazywasięultrafioletowym,długości0,78–
–1000pm−promieniowaniempodczerwonym.Docelówpraktycznychwmeteoro-
logiiihydrologiiwyróżniasiętylkodwarodzajepromieniowania:krótko-idługofa-
lowe.Promieniowaniekrótkofalowetopromieniowaniefalidługości0,1–4pm,
apromieniowaniedługofalowedotyczyfalidługości4–120pm.Promieniowanie
