ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ. Χαρακτηρίζεται από το µήκος κύµατος η τη συχνότητα



Σχετικά έγγραφα
θ I λ dl dz I λ +di λ ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Η ένταση I λ προσεγγίζεται ως δέσμη παράλληλων ακτίνων (dω 0) Δέσμη ηλιακών ακτίνων

ΕΝΤΑΣΗ (ή λαμπρότητα - radiance)

ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ. Εκπέμπεται από σώματα που έχουν θερμοκρασία Τ > 0 Κ. Χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος η τη συχνότητα

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ. Εισαγωγή στη Φυσική της Ατμόσφαιρας: Ασκήσεις Α. Μπάης

Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης

Φαινόμενο θερμοκηπίου

Αστρικές Ατμόσφαιρες Ισορροπίες Βασικοί Ορισμοί

ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΤΗΣ ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ (πραγματική ατμόσφαιρα)

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ

Ακτινοβολία µικρού µήκους κύµατος

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ (ΜΜ618)

Ραδιομετρία. Φωτομετρία

ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ. Σταμάτης Ζώρας Σοφία Παπαλεξίου Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος. szoras@env.duth.

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

Διάδοση Θερμότητας. (Αγωγή / Μεταφορά με τη βοήθεια ρευμάτων / Ακτινοβολία)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

Πληροφορίες για τον Ήλιο:

Υπεύθυνη για τη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας. Εξατμίζει μεγάλες μάζες νερού. Σχηματίζει και διαμορφώνει το κλίμα της γης.

Οι κλιματικές ζώνες διακρίνονται:

Για παράδειγµα, το σύµβολο HTb αναφέρεται στην άµεση ηλιακή ακτινοβολία που προσπίπτει σε µια κεκλιµένη επιφάνεια σε µια ηµέρα.

ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Είναι τρείς και σχηματικά φαίνονται στο σχήμα

9 η ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Aτμοσφαιρική και Γήινη Ακτινοβολία

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Μέτρηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΑΙΩΡΗΜΑΤΩΝ ΣΤΗ ΡΟΗ ΠΟΥ ΔΕΧΟΝΤΑΙ ΚΙΝΗΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

Ισορροπία στη σύσταση αέριων συστατικών

Η πραγματική «άβολη» αλήθεια. Φαινόμενο θερμοκηπίου, αύξηση της θερμοκρασίας της Γης

ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Γενικές εξετάσεις Φυσική Γ λυκείου θετικής - τεχνολογικής κατεύθυνσης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

Κλιματική Αλλαγή. Χρήστος Σπύρου ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑΣ ΕΛ. ΒΕΝΙΖΕΛΟΥ 70, ΑΘΗΝΑ.

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

4.1 Εισαγωγή. Μετεωρολογικός κλωβός

Εργαστήριο ΑΠΕ I. Ενότητα 3: Ηλιακοί Συλλέκτες: Μέρος Α. Πολυζάκης Απόστολος / Καλογήρου Ιωάννης / Σουλιώτης Εμμανουήλ

Φαινόμενα Μεταφοράς Μάζας θερμότητας

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 η - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/09/2014 ΘΕΜΑ Α

Ã. ÁÓÉÁÊÇÓ ÐÅÉÑÁÉÁÓ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΘΕΜΑ 1 ο

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. 5. Τα θετικά φορτισµένα σωµάτια α αποκλίνουν προς µία κατεύθυνση µε τη βοήθεια ενός µαγνητικού πεδίου. Άρα σωστή απάντηση είναι η δ.

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ. Αλληλεπίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας και ύλης.

Mεγάλου µήκους κύµατος ακτινοβολία - Φαινόµενο

ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2001 Τρίτη, 12 Ιουνίου 2001 ΓΕΝΙΚΗ ΠΑΙ ΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ

Εκπομπή Φωτός Απορρόφηση φωτός

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΣΤΟΝ ΕΛΕΥΘΕΡΟ ΧΩΡΟ

Φυσική Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2001

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/01/12 ΛΥΣΕΙΣ

(Β' Τάξη Εσπερινού) Έργο Ενέργεια

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2002

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Ενότητα 7

Κύματα. Ζαχαριάδου Αικατερίνη Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής

Μελέτη και κατανόηση των διαφόρων φάσεων του υδρολογικού κύκλου.

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ΙΙ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ: ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΙΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ (ΜΕΡΟΣ Α) Ώρες Διδασκαλίας: Τρίτη 9:00 12:00. Αίθουσα: Υδραυλική

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ο.Ε.Φ.Ε ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Μοντέλα ακτινοβολίας Εργαλείο κατανόησης κλιματικής αλλαγής

+ παριστάνει : α. διάσπαση β β. διάσπαση γ γ. σύντηξη δ. σχάση. Μονάδες 5

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Αρχές Οικολογίας και Περιβαλλοντικής Χηµείας Φαινόµενο θερµοκηπίου Μείωση του στρατοσφαιρικού όζοντος

[1] ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΤΑΞΗ : B ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2018

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ

ΤΟ ΦΩΣ ΛΑΜΠΤΗΡΑ ΠΥΡΑΚΤΩΣΕΩΣ ΚΑΙ Η ΣΤΑΘΕΡΑ ΤΟΥ PLANK

Τηλεπισκόπηση Περιβαλλοντικές Εφαρμογές. Αθανάσιος Α. Αργυρίου

2. Στο ηλιακό στέµµα η ϑερµότητα διαδίδεται µε αγωγιµότητα και η ϱοή ϑερµικής ενέργειας (heat flux)είναι

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Φυσική Περιβάλλοντος

Κεφάλαιο Η Ακτινοβολία στην Ατμόσφαιρα Η Ηλιακή Ακτινοβολία και η Φύση της

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Αρχές Οικολογίας και Περιβαλλοντικής Χηµείας Φαινόµενο θερµοκηπίου Μείωση του στρατοσφαιρικού όζοντος

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ. Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Ηµεροµηνία: Κυριακή 26 Απριλίου 2015 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες

Κεφάλαιο 6 ο : Φύση και

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Α3. Σε κύκλωμα LC που εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις η ολική ενέργεια είναι α. ανάλογη του φορτίου του πυκνωτή β.

Κύμα ονομάζουμε τη διάδοση μιας διαταραχής από σημείο σε σημείο του χώρου με ορισμένη ταχύτητα.

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2010 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας

γ. είναι η απόσταση που διανύει το κύμα σε χρόνο T, όπου Τ η περίοδος του κύματος.

Παραγωγή ακτίνων Χ. V e = h ν = h c/λ λ min = h c/v e λ min (Å) 12400/V

δ. εξαρτάται µόνο από το υλικό του οπτικού µέσου. Μονάδες 4

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ):

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Η ατμόσφαιρα συμπεριφέρεται σαν ιδανικό αέριο (ειδικά για z>10 km)

προς τα θετικά του x άξονα. Ως κύμα η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (άρα και το φως) ικανοποιούν τη βασική εξίσωση των κυμάτων, δηλαδή: c = λf (1)

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

Ηλεκτροµαγνητικό Φάσµα. και. Ορατό Φως

Οι φυσικές διαδικασίες της Αστροφυσικής Υψηλών Ενεργειών

Transcript:

ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Μεταφορά ενέργειας (µε φωτόνια ή ηεκτροµαγνητικά κύµατα) Ε = hv Εκπέµπεται από 1) σώµατα µε θερµοκρασία Τ > 0 Κ 2) από διεργασίες στη δοµή των µορίων Χαρακτηρίζεται από το µήκος κύµατος η τη συχνότητα Φασµατικές περιοχές στο σύστηµα Ατµόσφαιρα-Γη: Ηιακή ακτινοβοία (shortwave) Ήιος =0.1 4µm Θερµική ακτινοβοία (long wave) Γή =4 100µm Αηεπίδραση µε την ύη Ηιακά φωτόνια Προσωρινή διέγερση µορίων 1) Επανεκποµπή σε τυχαία διεύθυνση (σκέδαση) 2) Σύγκρουση µε άα συστατικά (απορρόφηση) µετατροπή σε κινητική ενέργεια θέρµανση Φωτοδιάσπαση µορίων Φωτοιονισµός ατόµων Εξασθένιση της ακτινοβοίας = απώεια φωτονίων (µέσω απορρόφησης ή σκέδασης) Θερµικά φωτόνια Απορρόφηση (µεταβοή της ενέργειας περιστροφής ή ταάντωσης µορίων) Σκέδαση (από νέφη-αεροζό) Εκποµπή (σε βάρος της κινητικής ενέργειας ψύξη) 1

ΦΑΣΜΑΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Ν6 Αριθµός Φωτονίων (N) Ν5 Ν7 Ν8 Ν9 Ενέργεια Φωτονίων (N*hv) Ν4 Ν10 Ν3 Ν1 Ν2 ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6 ν7 ν8 ν9 ν10 Συνχότητα (ν) ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6 ν7 ν8 ν9 ν10 Συνχότητα (ν) Φασµατική ροή ακτινοβοίας (W m -2 µm -1 ) 2500 2000 1500 1000 500 0 ΗΛΙΑΚΟ ΦΑΣΜΑ ΣΤΟ Ε ΑΦΟΣ 0 1 2 3 4 Μήκος κύµατος (µm) 2

ΕΝΤΑΣΗ (ή αµπρότητα - radiance) Ακτινοβοούµενη ενέργεια σε καθορισµένη διεύθυνση ανά µονάδα χρόνου, ανά µονάδα εύρους µήκους κύµατος (ή συχνότητας), ανά µονάδα στερεάς γωνίας, και ανά µονάδα επιφάνειας κάθετης στη δεδοµένη διεύθυνση Ι = Εv v t ν s Ω Ι = Ε t s Ω s Μονοχρωµατική ένταση: δεν σηµαίνει σε ένα συγκεκριµένο µήκος κύµατος ή συχνότητα ν µέση τιµή σε ένα απειροστό εύρος ή ν µε κέντρο το ή το ν Μονάδα µέτρησης: (J s -1 sr -1 m -2 µm -1 ) = (W sr -1 m -2 µm -1 ) Ένταση ανεξάρτητη της διεύθυνσης: ισότροπη Ένταση ανεξάρτητη της θέσης: οµογενής Η ένταση δέσµης είναι σταθερή όταν διαδίδεται σε διαφανές µέσο 3

ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΡΟΗΣ (ή ροή flux ή irradiance) Ακτινοβοούµενη ενέργεια που προσπίπτει σε µία επίπεδη επιφάνεια ανά µονάδα χρόνου, ανά µονάδα εύρους µήκους κύµατος (ή συχνότητας) και ανά µονάδα επιφάνειας F v E t s v v = θ Μονάδα µέτρησης: (J s -1 m -2 µm -1 ) = (W m -2 µm -1 ) Η πυκνότητα ροής προκύπτει από την οοκήρωση της έντασης σε όο το ηµισφαίριο F I ( θ)cosθ dω v ν 2π Ο όρος cosθ ανάγει την ένταση από µία διεύθυνση (θ) στο οριζόντιο επίπεδο 4

Ορισµός και υποογισµός στερεάς γωνίας ΕΜΒΑ Ο dω ( θ, φ) = = 2 r ( r sin θdφ)( rdθ ) = = sinθdφdθ 2 r + π /2 2π Ω= sinθdϕdθ = 4π π /2 0 Εξάρτηση της ροής δέσµης από την γωνία πρόσπτωσης ΕΣΜΗ ΑΚΤΙΝΩΝ UV F o θ ΣΤΟΧΟΣ F o : ροή σε κάθετη πρόσπτωση F = F ο cosθ 5

Ακτινοβοία µέανος σώµατος Κάθε σώµα εκπέµπει ακτινοβοία εφόσον βρίσκεται σε θερµοκρασία µεγαύτερη του απούτου µηδενός. Ένα σώµα χαρακτηρίζεται σαν µέαν όταν απορροφά όη την ακτινοβοία που προσπίπτει Ένα πραγµατικό σώµα εκπέµπει ιγότερη ενέργεια από ένα µέαν σώµα Η ένταση που εκπέµπει ένα µέαν σώµα υπακούει στον νόµο του Plank B ( Τ ν ) = 3 2hv 1 c 2 hv exp 1 kt B ν : Ακτινοβοούµενη ισχύς ανά µονάδα επιφάνειας, ανά µονάδα στερεάς γωνίας, σε ένα απειροστό εύρος συχνοτήτων ή µήκους κύµατος B ( Τ ) = 2 2hc 1 5 hc exp 1 kt Ιδιότητες µέανος σώµατος: Η εκπεµπόµενη ακτινοβοία είναι ισότροπη, οµογενής και µη ποωµένη Η ακτινοβοία σε ένα συγκεκριµένο µήκος κύµατος εξαρτάται από τη θερµοκρασία του ύο µέανα σώµατα της ίδιας θερµοκρασίας εκπέµπουν ακριβώς την ίδια ακτινοβοία Ένα µέαν σώµα ακτινοβοεί τη µέγιστη δυνατή ενέργεια σε κάποιο εύρος συχνοτήτων για µια δεδοµένη θερµοκρασία από κάθε άο σώµα 6

Η συνοική ένταση της ακτινοβοίας που εκπέµπει ένα µέαν σώµα προκύπτει µε οοκήρωση του νόµου του Plank B( T ) = B ( T ) d 0 π B T = T = F T 4 ( ) σ ( ) σ = 5.67 10-8 W m -2 K -4 F = ροή ανά µονάδα επιφάνειας (όγω της ισοτροπίας της Β(Τ)) Νόµος των Stefan Boltzmann: Η ροή που εκπέµπεται από ένα µέαν σώµα είναι ανάογη της τέταρτης δύναµης της απόυτης θερµοκρασίας του Νόµος του Wien: Το µήκος κύµατος στο οποίο ένα µέαν σώµα εκπέµπει την µέγιστη ενέργεια είναι ανάογο της θερµοκρασίας του. max T = σταθ. (2897 µ m K) 7

Ακτινοβοία µέανος σώµατος Ιδανικά, εκπέµπεται από µία οπή σε ισόθερµη κοιότητα (τα τοιχώµατα της διατηρούνται σε οµογενή θερµοκρασία) όταν επικρατεί θερµοδυναµική ισορροπία (θερµική, µηχανική και χηµική ισορροπία) Νόµος του Kirchhoff: Υπό συνθήκες θερµοδυναµικής ισορροπίας η ικανότητα ενός σώµατος να ακτινοβοεί συνδέεται στενά µε την ικανότητά του να απορροφά ακτινοβοία ε I ( T ) = ε B ( T ) Α I ( T ) =Α B ( T ) Ι ε (Τ): εκπεµπόµενη ένταση ακτινοβοίας Ι Α (Τ): απορροφούµενη ένταση ακτινοβοίας Β (Τ): ένταση ακτινοβοίας µέανος σώµατος ε : συντεεστής εκποµπής Α : απορροφητικότητα Αν ε =1 το σώµα συµπεριφέρεται σαν µέαν και Α =1 (δη. απορροφά όη την ακτινοβοία που προσπίπτει σε αυτό) Ένα φαιό (γρι) σώµα εκπέµπει ιγότερη ακτινοβοία από ότι ορίζει ο νόµος του Plank άρα: ε = Α < 1 Η ατµόσφαιρα συνοικά δεν µπορεί να θεωρηθεί ότι βρίσκεται σε θερµοδυναµική ισορροπία διότι απορροφά επιεκτικά την ακτινοβοία Τοπικά όµως (z<60 km) βρίσκεται σε θερµοδυναµική ισορροπία (Τ.Θ.Ι.), µε καή προσέγγιση (η µεταφορά ενέργειας συµβαίνει µέσω συγκρούσεων των µορίων) και ο νόµος του Kirchhoff βρίσκει εφαρµογή στην ατµόσφαιρα Η Γη και ο Ήιος συµπεριφέρονται µε καή προσέγγιση σαν µέανα σώµατα 8

ΙΑ ΟΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Η ένταση I προσεγγίζεται ως δέσµη παράηων ακτίνων (dω 0) θ I έσµη ηιακών ακτίνων Ατµοσφαιρικό στρώµα ρ dl dz I +di Εξασθένιση: di = kρidl k = k α + k (Απορρόφηση + σκέδαση ) Εκποµπή: di = jρdl (Θερµική εκποµπή + σκέδαση) s k δεν περιέχει σκέδαση για τη γήινη ακτινοβοία j =0 για την ηιακή ακτινοβοία k : Μαζικός συντεεστής εξασθένισης (cm 2 gr -1 ) j v : συντεεστής συνάρτησης πηγής (W µm -1 sr -1 gr -1 ) Συνοικά: di = k ρi dl+ j ρdl Θέτοντας / Επειδή dz=cosθ dl: J j k di kρ cosθ dz di kρdl = I + J = I + J 9

Νόµος Beer-Bouguer-Lambert Για µια δέσµη ηιακής ακτινοβοίας ( = 0.2 5 µm) θεωρούµε ότι δεν υπάρχει εκποµπή ακτινοβοίας από το σύστηµα ατµόσφαιρα-γη, ούτε συνεισφορά από ποαπή σκέδαση J =0 di di = I = kρds k ρds I I ( s ) s di 1 1 I = k I (0) 0 ρds s1 I ( s1 ) = I (0) exp kρds 0 Αν το µέσον είναι οµογενές, τότε k είναι ανεξάρτητο της θέσης s. Θέτοντας u s 1 = ρ 0 ds (οπτικός δρόµος της δέσµης) ή τ s 1 = 0 k ρds (οπτικό πάχος ή οπτικό βάθος) 10

I ( s ) = I (0) e = I (0) e ku 1 Η εξασθένιση µιας δέσµης όταν διέρχεται από ένα µέσον είναι µια απή εκθετική συνάρτηση µε εκθέτη το γινόµενο του µαζικού συντεεστή εξασθένισης και του οπτικού δρόµου που διανύει η δέσµη τ ιαπερατότητα του µέσου I ( s ) 1 ku τ T = = e = e I (0) Αν το µέσον δεν σκεδάζει την ακτινοβοία: Απορροφητικότητα: απορροφούµενηένταση Α = = 1 T = προσπίπτουσα ένταση e k u Αν το µέσον σκεδάζει την ακτινοβοία: Ανακαστικότητα: R = οπισθοσκεδαζόµενηένταση προσπίπτουσα ένταση Για να διατηρείται η ενέργεια: Α + T + R = 1 11

Ενεργός θερµοκρασία Τ e Ροή για ΜΕΛΑΝ ΣΩΜΑ: F=σT 4 Ροή για ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΣΩΜΑ: F=σT e 4 Ενεργός θερµοκρασία ενός σώµατος είναι η θερµοκρασία που θα είχε ένα µέαν σώµα που θα εξέπεµπε την ίδια ροή ακτινοβοίας ανά µονάδα επιφάνειάς του. Εκποµπή ακτινοβοίας από τον ήιο Εκπεµπόµενη ροή από τον ήιο: F s = σ T se 4 = 6.2 10 7 W m -2 σ= 5.6697 10-12 W cm -2 K -4 (σταθερά των Stefan-Boltzmann) Συνοική εκπεµπόµενη ισχύς: E s = F s 4π R s 2 [W] R s = 696x10 3 km Ροή σε απόσταση d από τον ήιο: F d Es Rs = = F 2 s 4π d d 2 12

Ροή στη µέση απόσταση Γης- Ήιου: R s s= Fs = Fd dm 2 2 d d m d m = 1.496x10 8 km s = Ηιακή σταθερά = 1362 W m -2 Συνοική ισχύς που δέχεται η γή: { 6371 } 2 o = π R = km E s R γ γ Συνοική ισχύς που απορροφάται στο έδαφος: E = s R 2 (1 r ) εδ π Γ Ανακαστική ικανότητα r = ανακώµενηροή προσπίπτουσα ροή 13

Εκποµπή ακτινοβοίας από τη Γη Ακτινοβοούµενη ισχύς από τη Γη: ( 4 ) ( 4 ) E = π R F = π R σt IR 2 4 γ γ γ γ e Θερµική ισορροπία στη γη Ε απορροφούµενη = Ε εκπεµπόµενη E = E π R (1 r ) s= 4π R σt 2 2 4 εδ IR γ γ γ e T γ e (1 r ) s = σ 4 1 4 Η Τ γe εξαρτάται µόνο από την ανακαστικότητα και την απόσταση από τον ήιο (µέσω της s) ΠΛΑΝΗΤΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΠΟ ΤΟΝ ΗΛΙΟ [10 6 km] ΡΟΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ [kw m -2 ] ΛΕΥΚΟΤΗΤΑ r ΕΡΜΗΣ 58 9.2000 0.06 442 ΑΦΡΟ ΙΤΗ 108 2.6000 0.71 244 ΓΗ 150 1.3530 0.33 251 ΑΡΗΣ 228 0.6000 0.17 216 ΙΑΣ 778 0.0490 0.73 87 ΚΡΟΝΟΣ 1430 0.0150 0.76 63 ΟΥΡΑΝΟΣ 2870 0.0037 0.93 33 ΠΟΣΕΙ ΩΝΑΣ 4500 0.0015 0.84 32 ΠΛΟΥΤΩΝ 5900 0.00089 0.14 43 Η Τ e είναι ανεξάρτητη του µεγέθους του πανήτη Τ e 14

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΠΟΥ ΕΝ ΑΠΟΡΡΟΦΑ ΤΗ ΓΗΙΝΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Μέση ροή της ηιακής ακτινοβοίας που απορροφάται στο έδαφος: F εδ E sπ R (1 r ) 1362 Wm (1.33) = = = 240Wm 4π 4 4 2 2 εδ Γ 2 2 RΓ π RΓ 2 Η Γη εκπέµπει όση ροή απορροφά αφού η θερµοκρασία της είναι σταθερή Νόµος Stefan-Boltzmann: F γ = σ T e 4 T e = (F γ /σ) 1/4 Άρα χωρίς ατµόσφαιρα: T e = 255 Κ Η γη θα ήταν παγωµένη (-18 C) Η πραγµατική µέση θερµοκρασία της γης είναι: T = 288 K (15 C) 15

Τ = 288 Κ 16

ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ Προκαείται από απορρόφηση µέρους (~80%) της υπέρυθρης ακτινοβοίας που εκπέµπεται από τη γη o (τριατοµικά αέρια: CO 2, CH 4, H 2 O, N 2 O, O 3 και CFCs) Η απορροφούµενη ενέργεια επανεκπέµπεται προς όες τις διευθύνσεις (άρα και προς το έδαφος) Είναι φυσικό φαινόµενο το οποίο συνέβαινε ανέκαθεν Ανθρωπογενείς δραστηριότητες αυξάνουν τις συγκεντρώσεις των θερµοκηπικών αερίων οδηγώντας σε Παγκόσµια Θέρµανση Συνέπειες της παγκόσµιας θέρµανσης (ενισχυµένο φαινόµενο του θερµοκηπίου) Αύξηση της µέσης θερµοκρασίας της γης Απορρύθµιση του κίµατος Θερµική διαστοή της υδρόσφαιρας (1) Λιώσιµο των παγετώνων (2) (1) και (2) Αύξηση της µέσης στάθµης της θάασσας Παγκοσµίως 0.5 m στα επόµενα 100 χρόνια Στην Εάδα, 1-1.5 mm την δεκαετία Τροποποίηση του ρεύµατος το Κόπου Αύξηση των ακραίων καιρικών φαινοµένων 17

18

19