A napsugrzs a fldi ghajlat alapvet meghatrozja Fogalmak

A napsugárzás – a földi éghajlat alapvető meghatározója • Fogalmak, definíciók • Honnan érkezik a sugárzás? Milyen tulajdonságokkal rendelkezik? • A napsugárzást módosító tényezők • A felszín hőháztartása • Helyi klimatikus hatások – hőellátottságból eredő

Bevezetés • Éghajlat: légkör fizikai tulajdonságainak és folyamatainak egy adott helyen hosszabb időszak során a környezettel és egymással is állandó kölcsönhatásban álló rendszere (Péczely, 2002) • Meghatározó: döntően a hőellátottság – rendelkezésre álló hőenergia-mennyiség <- közvetve vagy közvetlenül a Nap elektromágneses sugárzásából • Sugárzás: energiaátadás egyik módja -> kibocsátó fizikai rsz. energiát ad a környezetének, közben a belső energiájának egy része sugárzási energiává alakul át OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Átmérő (km) Nap Átlagos távolság a Naptól (Mkm) 1392*103 Átlagos felszíni hőmérséklet (°C) Főbb légköri komponensek 5800 Merkúr 4880 58 Vénusz 12112 108 Föld 12742 150 Mars 6800 228 -60 CO 2 Jupiter 143000 778 -110 H 2, He Saturnusz 121000 1427 -190 H 2, He Uránusz 51800 2869 -215 H 2, CH 4 Neptunusz 49000 4498 -225 H 2, CH 4 OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály 260 480 CO 2 15 N 2, O 2

A Napból érkező sugárzás • Korpuszkuláris (p+, e-, He+ ) – időjárás szempontjából nem lényeges • Olyan energia átviteli forma, melynek terjedéséhez nem kell közvetítő közeg: elektromágneses hullámok formájában terjed • Elektromágneses hullámok – hullámhossz és intenzitás OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Sugárzási törvények I. • Minden 0 K-nél magasabb hőmérsékletű test sugároz (Prévost) • A sugárzás hullámhosszát a forrás hőmérséklete határozza meg: sugárzási spektrum (Planck-függvény) § Test sugárzási energiája nem állandó § f(λ, T) a sugárzási spektrumot írja le § megj. : abszolút fekete testre OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Sugárzási törvények II. • Sugárzás teljes spektrumának energiatartalma: E=σT 4 (Stefan-Boltzman-törvény) egységnyi felületre és időtartamra -> teljesítmény (W) • Wien-törvény: max. sugárzás hullámhossza λmax=2884/T OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A Napból érkező sugárzás • Napállandó: az a Napból jövő sugárzási energia, ami a légkör tetején, a sugárzásra merőlegesen egységnyi felületre esik közepes Nap-Föld távolság esetén • értéke: kb. 1366 W/m 2 OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Naptevékenység - évi közepes napfoltszám (1600 -1980) • Jól látható 11 éves periódusok • „kis jégkorszak” OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A földi légkör felső határára érkező napsugárzás éves ciklusa OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A sugárzás légköri veszteségei OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A sugárzás típusa – a sugárzással szállított energia OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Elnyelés (%) Szelektív abszorpció - üvegházhatás Hullámhossz (μm) OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Csillagászati hatások (melyek módosítják a földfelszínre érkező sugárzás mennyiségét) A. Excentricitás B. Tengelyelhajlás C. Tengelyirány változása D. Perihelion eltolódása E. Évszakok váltakozása OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Csillagászati hatások OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A légkör felső határára egy vízszintes felszínre érkező sugárzás évi menete (W/m 2) 90°É 30°É 0 30°D 90°D Dec. 22 0 233 421 520 574 Márc. 21. 0 387 447 387 0 Jún. 22. 538 487 218 0 OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A földi légkör felső határára érkező sugárzás 4, 1868*104 J/m 2 OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Csillagászatilag lehetséges napsütéses órák száma OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Napfénytartam Magyarországon OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A sugárzási egyenleg OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Az eltérő felszínek hőtani tulajdonságai anyag Hővezető Sűrűség képesség (kg/m 3) (J/(m. Ks) Fajhő (m 2/(s 2 K)) Albedó Gránit 4, 61 2600 837 Víz 0, 63 1000 4187 0, 08 -0, 12 Jég 2, 30 900 2135 0, 30 -0, 40 Friss hó 0, 08 100 2135 0, 81 -0, 85 Régi hó 0, 29 400 2135 0, 42 -0, 70 Nedves homok 1, 68 1600 1250 0, 10 -0, 25 Száraz homok 0, 17 1400 837 Humusz 1, 26 1300 1834 0, 15 -0, 30 Nedves réti talaj 0, 84 1500 3350 0, 12 -0, 14 Száraz réti talaj 0, 06 1500 1834 0, 15 -0, 18 Levegő 0, 02 1, 3 1005 OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

Az eltérő hőtani tulajdonságok következményei • Albedó: hány %-át hasznosítják a beeső rövidhullámú sugárzásnak • Fajhő*sűrűség = hőkapacitás -> víz adott hőbevétel esetén fele akkora hőmérsékletemelkedés, mint a talajnál; a víz lassabban melegszik fel, de lassabban hűl is le, mint a talaj -> kontinensek és óceán éghajlati viszonyaiban: alacsonyabb éves hőingás (41°C <-> 6°C) OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A hőmérséklet-változás mértékének mélység szerinti függése Kaliningrád, talaj Biscajai-öböl (Fr. o. ), tenger OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A napsugárzás talajrétegre gyakorolt hatása Évi, napi ciklus mélysége Napi Éves Nedves talaj 0, 5 m 9 m Száraz homok 0, 2 m 3 m A hőmérséklet-csökkenés mértéke homok termőföld tőzeg agyag felszín 40°C 33°C 21°C 5 cm 20°C 19°C 14°C OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A felszín éghajlatmódosító hatása • Tengeri (tavi) és parti szél • Városi hősziget OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A felszín éghajlatmódosító hatása • Közvetlen sugárzásból jutó napi energiamennyiség a vízszintes síkra esőhöz képest (%) Lejtő iránya Dec. 21. Lejtő szöge (°) 0 Júni 21. 10 25 45 90 0 10 25 45 90 É 100 50 0 100 91 74 30 5 ÉK, ÉNY 100 50 25 0 0 100 92 81 56 16 K, NY 100 75 50 25 100 96 91 74 36 DK, DNY 100 125 175 200 125 100 102 103 89 40 D 100 150 175 225 100 104 106 99 34 Márc. 21. , szept. 22. Egész évre É 100 85 46 6 0 100 88 58 19 2 ÉK, ÉNY 100 91 70 39 6 100 96 75 49 19 K, NY 100 95 91 76 43 100 101 85 77 41 DK, DNY 100 115 124 85 100 119 125 121 64 D 100 115 140 152 100 119 131 136 74 OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály

A felszín éghajlatmódosító hatása • Hegy-völgyi szél • Helyi fagyzúg kialakulása -3°C 5°C OMSZ Üvegházgáz Nyilvántartási Osztály