השפעת השמש על מאזן האנרגיה על פני כדור הארץ ובאטמוספירה שיעור 3 השפעת השמש על מאזן האנרגיה על פני כדור הארץ ובאטמוספירה
שקף 1: הספקטרום האלקטרומגנטי – אורכי גלים אופייניים 1 micron = 1/1000 mm מתוך Meteo עמ' 83 100m 1m 1 cm
שקף 2: חוקי קרינה, קרינת השמש וכדה"א חוק Wien: קיימת תלות בין טמפ' של גוף לבין אורך הגל שהוא פולט. קרינת השמש (UV): טמפ' השמש K6000 ולכן: קרינת כדה"א (IR): טמפ' כדה"א 17°C ולכן: טמפ' הגוף אורך הגל (מיקרון = אלפית המילימטר) שיא הפליטה בצבע כחול. סך עוצמת הקרינה נותן צבע שמש צהובה TK = TC 273 +
שקף 3: מעבר הקרינה באטמוספרה אפקט החממה 0.4-0.7 מיקרון 80% חודרת לאטמ' 10 מיקרון
שקף 4: החלון האטמוספרי בטווח שבין 8.5 – 11 מיקרון האטמוספרה אינה בולעת שקף 4: החלון האטמוספרי בטווח שבין 8.5 – 11 מיקרון האטמוספרה אינה בולעת קרינת IR והיא נפלטת מפני כדה"א לחלל. מחוץ לטווח זה קיימת בליעה ע"י גזי החממה: H2O ו- CO2 לכן הטמפ' הממוצעת ע"פ כדה"א היא 17 במקום - 18 מע' של שוווי משקל קרינתי ללא גזים אלה. 10micron 5micron
שקף 5: עונות השנה – ההשתנות הגאוגרפית של הקרינה כמות קרינת השמש העוברת דרך האטמוספרה לפני כדה"א תלויה בקו הרוחב ועונות השנה 21 דצמבר 21 מרץ 23 ספטמבר 21 יוני :Revolutionהקפת כדה"א סביב השמש במחזור של שנה Rotation: הקפת כדה"א סביב צירו במחזור של יממה ציר סיבוב כדה"א מוטה ביחס למישור השמש ב- º 23.5 ולכן מתקבלים השינויים בקרינה, במזג האוויר ובעונות השנה
שקף 6: מדוע חם יותר בקיץ מאשר בחורף ? 1. משך היום: בקיץ ההמיספרה הצפונית מקבלת יותר שעות אור ולכן קולטת יותר אנרגיה סולרית 21 דצמבר 21 מרץ 23 ספטמבר 21 יוני
שקף 7: מדוע חם יותר בקיץ מאשר בחורף ? 2. זווית פגיעת הקרינה ע"פ כדה"א: כאשר קרני השמש פוגעות בקרקע בזווית של º90 השטח המוקרן קטן יותר מאשר במצב בו הזווית קטנה (כאשר השמש נמוכה בחכ"צ בחורף)
שקף 8: מדוע חם יותר בקיץ מאשר בחורף ? 3. חתך אטמוספרי קצר יותר: בקיץ, כשהזווית של קרני השמש קרובה לאנך, דרכן של הקרניים באטמוספרה קצרה יותר ולכן רק חלק קטן נבלע או מתפזר ורוב הקרינה מגיעה לקרקע. כשהשמש בזנית: חוצה 1 אטמ' כשהשמש 5 מעל האופק: חוצה כ-11 אטמ‘! מתוך Meteor. עמ 73 3.4
שקף 9: מאזן האנרגיה במערכת כדוה"א – אטמוספירה משך היום, זווית הקרינה ואורך החתך האטמוספרי גורמים לכך שקיימים הבדלים במאזן הקרינה (הנכנסת והיוצאת) בקווי הרוחב השונים במשווה יש עודף בקרינה נכנסת לעומת היוצאת בקווי רוחב בינוניים וגבוהים (< º45 (יש יותר קרינה הנפלטת מפני כדה"א לעומת הקרינה החודרת. עודף החום באזורים המשווניים מועבר לקווי רוחב גבוהים ע"י האטמוספרה והאוקיינוסים. מתוך Meteor. עמ 73 3.4
שקף 10: התפלגות הטמפרטורה העולמית ביולי המשווה החם מאופיין בלחץ נמוך
שקף 11: מאזן הקרינה בין כדה"א והאטמוספרה כדור הארץ והאטמוספרה שלו משחררים אנרגיה לחלל בדיוק באותו שעור לאנרגיה שהם מקבלים מהשמש פני כדור הארץ מחזיר לאטמוספרה את אותה כמות האנרגיה שהוא בולע מכאן שטמפרטורת כדור הארץ הממוצעת מצויה בשווי משקל ומשתנה מעט מאוד משנה לשנה כיצד כדור הארץ והאטמוספרה שלו שומרים על מאזן אנרגיה זה ?
שקף 12: מאזן האנרגיה במערכת כדוה"א – אטמוספירה שקף 12: מאזן האנרגיה במערכת כדוה"א – אטמוספירה. פיזור לחלל ובליעה ע"י אטמוספירה ועננים ופני הקרקע מוחזר לחלל: 30% קרינה שמשית המסופקת לפסגת האטמוספרה קבוע סולרי = 2 cal/ cm2/ min % 100 בליעה ע"י אטמ' ועננים: 19% מתוך סך ה- 100% המגיעים מהשמש נשארים 51% הנבלעים בפני הקרקע מתוך Meteor. עמ 90 איור 3.26
שקף 13: מאזן האנרגיה בפני כדה"א, באטמוספירה ובחלל בליעה ע"י גזי חממה, אדי מים ועננים
שקף 14: חשוב לזכור! הספקטרום האלקטרומגנטי הוא אוסף כל אורכי הגלים הנפלטים מהשמש. אורך הגל λ נמדד במיקרונים (מליונית המטר או אלפית המילימטר) קלוריה הינה האנרגיה הדרושה ע"מ להעלות גר' מים ב-C º1 חום כמוס – Latent Heat: החום הקשור במעברי פזה, זו האנרגיה המושקעת באידוי מים מהים ומשתחררת חזרה באטמוספרה בתהליך ההתעבות ויצירת העננים חום מוחשי – :Sensible Heat החום המעבר בתהליך ההולכה וההסעה מהקרקע אל האטמוספרה.