Citat:
Hur räknar du för att få de där 60 K?
Citat:
Ursprungligen postat av
skogshuggar3n
Som NASAs energibudget. Cirka 51 procent av "solarkonstanten" når jordytan (drygt 160 w/m2 i genomsnitt över hela jorden). Därtill ska värmen från solljuset som absorberas av moln och atmosfär inkluderas men det är svårare att räkna på. Men det mesta utöver det direkta solljuset är ju värmestrålning från atmosfärens återstrålning.
Jag räknar, så får du berätta var jag räknar fel eller om jag gör orimliga antaganden.
Från solen, utanför atmosfären: 1366 W/m^2
I medeltal, per kvadratmeter jordyta, fortfarande utanför atmosfären: 341,5 W/m^2
Utan växthuseffekt
Om vi räknar med att 64% av den effekten värmer Jorden så blir det: 218,5 W/m^2
I atmosfären, med dess nuvarande sammansättning så vet vi att ca 69% av solstrålningen når ner till Jorden.
Som Jorden ser ut nu, så vet vi att den har ett albedo på ca 0,29.
Om vi räknade med dessa siffror så skulle ca 49% av solstrålningen värma Jorden.
Om det är rejält kallt på Jorden och vi har en atmosfär utan växthuseffekt och som är nästan fri från vatten så kommer en betydligt större andel än 69% ner till Jorden. Jag uppskattar andelen till nära 100%. En betydligt kallare Jord är till stor del täckt av is eller snö. Kanske ner/upp till 45°N/45°S? I så fall är ca 29% av Jorden täckt av is eller snö, mot nuvarande ca 10%. Då ökar albedot från nuvarande 0,29 till kanske 0,36?
Vi räknar med att Jordens emissivitet är 0,91.
När Jordens medeltemperatur antagit värdet 255,1°K, (ca -18°C) så är utstrålningen och instrålningen i balans.
Med växthuseffekt
Det är samma effekttäthet utanför atmosfären: 1366 W/m^2
Vi delar med fyra för att få vad som "teoretiskt" kan värma jorden: 341,5 W/m^2
Atmosfären reflekterar och tar upp: 107 W/m^2
Återstår, som når ner till jordytan: 234,5 W/m^2
Jordens albedo, ca 0,29 gör att "bara" 71% värmer jorden: 166,5 W/m^2
Nu ska vi ta hänsyn till atmosfären och växthuseffekten.
Vi gör en liten snabbkalkyl för atmosfären. Den är ofullständig, men för att den inte ska bli alltför otydlig så skiljer vi mellan
kortvågig och
långvågig strålning.
Kortvågig strålning:
In mot atmosfären, från Solen: 341,5 W/m^2
Reflekteras av atmosfären, tillbaka till rymden: 79 W/m^2
Tas upp av atmosfären och värmer denna: 78,5 W/m^2
Reflekteras av Jorden, tillbaka till rymden: 23 W/m^2
Tränger igenom atmosfären och tas upp av och värmer Jorden: 161 W/m^2
Netto: 78,5 W/m^2 värmer atmosfären.
Netto: 161 W/m^2 värmer Jorden.
Långvågig strålning
Ut från Jorden, "In" mot atmosfären (15°C, emissivitet 0,91): 396 W/m^2
In mot Jorden, ut från mot atmosfären ("växthuseffekt"): 333 W/m^2
Ut från atmosfären, mot världsrymden: 238,5 W/m^2
Netto: Atmosfären avger 175,5 W/m^2. Av detta kom 78,5 W/m^2 från solen.
Atmosfären avger alltså 175,5 W/m^2 och tar upp 78,5 W/m^2 från solen. Återstår 97 W/m^2.
Var kommer den effekten från?
80 W/m^2 tillförs atmosfären genom vattenånga. Värmen tas upp vid förångningen och avges vid kondensationen i atmosfären.
De återstående 17 W/m^2 tillförs atmosfären från Jorden genom konvektion.
Effektflöde till- och från Jorden
Kortvågig strålning från solen: 161 W/m^2.
Långvågig strålning från atmosfären (växthuseffekt): 333 W/m^2.
Netto tillförd energi: 494 W/m^2.
Långvågig strålning från Jorden: 396 W/m^2
Värme som åtgår för förångning: 80 W/m^2
Värme som lämnar Jorden genom konvektion: 17 W/m^2
Netto energi som lämnar Jorden: 493 W/m^2
Sammanfattning
Det här är en sammanfattning av varför Jordens medeltemperatur skulle vara ca -18°C utan växthuseffekt och varför den är ca +15°C med den växthuseffekt som vi har nu. Skillnaden, 33°K (eller 33°C) finns som en följd av växthuseffekten.
Här är en bild som sammanfattar de energiflöden (eller egentligen effekttätheter, energin får man genom att ta effekten gånger tiden) som jag skrivit om ovan:
https://s29.postimg.org/544v7zrfr/gl...gy_flows_b.jpg
Jag har använt spectralcalc.com's kalkylator för att beräkna strålning från Jorden:
http://www.spectralcalc.com/blackbod.../blackbody.php
@skogshuggar3n:
Nu får du gärna förklara den där temperaturskillnaden på 60°K som du skrivit om.
–