Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ):

Transcript

1 Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ): Μιχάλης Βραχνάκης Αναπληρωτής Καθηγητής ΤΕΙ Θεσσαλίας

2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Η ΓΗ ΚΑΙ Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 2.1 Γενικά 2.2 Γενικά χαρακτηριστικά του ήλιου Φωτόσφαιρα Χρωμόσφαιρα Ηλιακό στέμμα 2.3 Ηλιακή ακτινοβολία ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 5 ΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 2.4 Επίδραση της ατμόσφαιρας στην ηλιακή ακτινοβολία 2.5 Γήινη ακτινοβολία 2.6 Θερμικό ισοζύγιο της γης ή ισοζύγιο ακτινοβολίας 2.7. Κατανομή και διεισδυτικότητα της ηλιακής ακτινοβολίας

3 Επίδραση της ατμόσφαιρας στην ηλιακή ακτινοβολία Διάχυση και απορρόφηση σημαντική στο υπεριώδες και υπέρυθρο

4 Επίδραση της ατμόσφαιρας στην ηλιακή ακτινοβολία Η απορρόφηση οφείλεται στο (α) Ο 2 : απορροφά στο ορατό και κυρίως στο υπεριώδες (β) Ο 3 : απορροφά στο υπεριώδες (0,20-0,32 μ), στο ορατό (0,43-0,75 μ) και στο υπέρυθρο (0,94-0,99 μ) (γ) CΟ 2 : απορροφά στο υπέρυθρο (4,3 και 12,9 17,1 μ)

5 Επίδραση της ατμόσφαιρας στην ηλιακή ακτινοβολία Η απορρόφηση οφείλεται στα Οι υδρατμοί απορροφούν στο ορατό μεταξύ 0,73 μ και 0,68 μ και μεταξύ 0,60 μ και 0,58 μ και στο υπέρυθρο + SΟx, NΟx που απορροφούν στο υπέρυθρο

6 Επίδραση της ατμόσφαιρας στην ηλιακή ακτινοβολία Στην εξασθένηση της ηλιακής ακτινοβολίας συμβάλλει και η διάχυση, τόσο από τα μόρια του αέρα, όσο και από τα αιωρούμενα μικρά σωματίδια μέσα στην ατμόσφαιρα. Με τη διεργασία αυτή δεν γίνεται μετατροπή της ακτινοβόλου ενέργειας σε θερμότητα, αλλά μεταβολή στη διεύθυνση της ακτινοβολίας λόγω αλληλοεπιδράσεων αυτής με τα σωματίδια. Το φως του ουρανού αποτελείται σχεδόν ολόκληρο από διάχυτο φως. Παίρνει μπλε χρώμα όταν η διάχυση οφείλεται αποκλειστικά στα μόρια του ατμοσφαιρικού αέρα και λευκό όταν η διάχυση οφείλεται και σε σωματίδια μεγαλυτέρων διαστάσεων.

7 Γήινη ακτινοβολία Η επιφάνεια του εδάφους, θερμαινόμενη από την ηλιακή ακτινοβολία, εκπέμπει ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος (3-100 μ), η οποία απορροφάται έντονα από τα συστατικά της ατμόσφαιρας (Η 2 Ο, CO 2 ). Ενώ η ατμόσφαιρα είναι εύκολα διαπερατή από την ηλιακή ακτινοβολία, αντίθετα είναι δύσκολα διαπερατή από την ακτινοβολία της γης. Η γήινη ακτινοβολία διαπερνά την ατμόσφαιρα μόνο δια μέσου ενός «υπέρυθρου παραθύρου» μεταξύ 8 μ -12 μ, από το οποίο διαφεύγει στο διάστημα μόνο το 5-9 % αυτής. Αν δεν υπήρχε η επανεκπεμπόμενη ακτινοβολία προς τη γη, η επιφάνεια του εδάφους θα ήταν ο C ψυχρότερη. Επομένως όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα του CO 2 και Η 2 0 στην ατμόσφαιρα, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η θερμοκρασία της επιφάνειας της γης (φαινόμενο θερμοκηπίου).

8 Θερμικό ισοζύγιο της γης

9 Θερμικό ισοζύγιο της γης

10 Θερμικό ισοζύγιο της γης

11 Κατανομή και διεισδυτικότητα της ηλιακής ακτινοβολίας Η ηλιακή ακτινοβολία κατανέμεται ως εξής: Το μέγιστο αυτής παρουσιάζεται στις ερημικές περιοχές (Σαχάρα, Αραβία με kcal.cm -2 το χρόνο). Πάνω από τον Ισημερινό, που χαρακτηρίζεται από μεγάλες νεφώσεις και βροχοπτώσεις, παρουσιάζονται πολύ μικρές τιμές της ολικής ηλιακής ακτινοβολίας από kcal.cm -2 το χρόνο. Μικρές τιμές σημειώνονται επίσης και στις περιοχές του Βορείου Ημισφαιρίου όπου επικρατούν μόνιμα κέντρα χαμηλής πίεσης. Οι πολικές περιοχές αντίθετα παρουσιάζουν υψηλότερες τιμές, κυρίως η Ανταρκτική, όπου ο μόνιμος αντικυκλώνας της δημιουργεί συνθήκες επικράτησης αίθριων ημερών, άρα και η ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να φθάσει στην επιφάνεια της γης.

12 Κατανομή και διεισδυτικότητα της ηλιακής ακτινοβολίας Διεισδυτικότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια του εδάφους: Στα περισσότερα εδάφη το βάθος διείσδυσης είναι πολύ μικρό. Εξαρτάται από το μήκος κύματος της ακτινοβολίας και τις φυσικοχημικές ιδιότητες του εδάφους. Τα εδάφη και η βλάστηση απορροφούν εύκολα την ακτινοβολία μικρού μήκους κύματος, την οποία στη συνέχεια διαχέουν και ανακλούν ως ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος (γήινη ακτινοβολία). Από την ηλιακή ακτινοβολία, η οποία προσπίπτει πάνω στην επιφάνεια του νερού, το 55% φθάνει σε βάθος 10 cm και το 18% σε βάθος 10 m, ανάλογα με τα υλικά που αιωρούνται και τις προσμίξεις.