Loftslagsbreytingar - ítarefni
[1]
Styrkur varmageislunar Sólar efst í lofthjúpnum breytist lítillega yfir árið. Hann er mestur þegar Jörðin er næst Sólu í janúar og minnstur þegar Jörðin er fjærst Sólu í júlí. Sólstuðullinn er styrkurinn í meðalfjarlægð Jarðar frá Sólu. Hefðbundið gildi hans er á bilinu 1360 til 1370 W/m2, en nýlegar mælingar benda til þess að rétt gildi liggi á milli 1366 og 1367W/m2.
Stundum er þessi stuðull gefinn upp sem meðaltal þeirrar orku sem fellur á fermetra eftir að búið er að dreifa henni yfir kúluflöt. Sá útreikningur gefur einn fjórða af sólstuðlinum og því er ekki óalgengt að sjá tölur frá 341 til 343 W/m2 fyrir styrk varmageislunar frá Sólinni. Sjá nánar á eftirfarandi vefsíðum:
Wikipedia
[2]
Hér er notuð talan 0,8 fyrir endurspeglunarstuðul Venusar. Þetta er lítillega hærri tala en venja er til í kennslubókum en þar er gjarnan notast við 0,77 eða 0,78 (sjá t.d. Atmospheric Science: An Introductory Survey eftir Wallace & Hobbs. Einnig má sjá ítarlegri upplýsingar í umfjöllun um Albedo í:
Wikipedia Albedo
[3]
Sambandi hita og varmageislunar er lýst með reglu sem kennd er við Stefan og Boltzman og segir að varmageislunin vaxi í beinu hlutfalli við hitastigið í fjórða veldi. Hitastigið þarf að vera mælt í Kelvingráðum.
[4]
Tilvist gróðurhúsalofttegunda lækkar hlutfallsstuðulinn milli varmageislunar og hitastigs í fjórða veldi. Þetta þýðir að ef við berum saman tvo lofthjúpa sem geisla jafnmiklu, annan án gróðurhúsalofttegunda en hinn með gróðurhúsalofttegundum þá þarf sá síðari að vera heitari til að geisla jafnmiklu og sá fyrri. Með öðrum orðum; gróðurhúsalofttegundir hækka hitann. Sjá nánar.
Lýsa má ferli varmageislunar í lofthjúpnum með því að skoða örlög sólargeisla með 100 orkueiningum sem lendir á lofthjúpnum. Fyrst er 30 orkueiningum speglað út í geim, 19 eru gleyptar á leiðinni gegnum andrúmsloftið og 51 ná alla leið niður til yfirborðsins. Af þessari 51 einingu geislar yfirborðið 21 til lofthjúpsins (hinar 30 einingarnar fær lofthjúpurinn með uppgufun og vindkælingu, þ.e. með ferlum sem ekki eru bein varmageislun). Þessi 21 orkueining er að miklu leyti gleypt af gróðurhúsalofttegundum.
Við þetta hitnar loftið og það geislar frá sér varmaorku út í geiminn og einnig er hluta orkunnar endurgeislað til jarðar. Sú endurgeislun hitar yfirborðið frekar og það geislar þá meira og gróðurhúsalofttegundirnar fá meiri varmageislun til að gleypa (og endurgeisla).
Yfirborðið fær alls 96 einingar af varmageislun frá lofthjúpnum og geislar því í heild frá sér 96 + 21 = 117 einingum. Lofthjúpurinn geislar 64 orkueiningum út í geiminn, en 6 einingar sleppa beint út í geiminn frá yfirborðinu. Þannig er heildarútgeislun frá efstu lögum lofthjúpsins 6 + 64 = 70 orkueiningar en það eru jafnmargar orkueiningar og komu inn með sólarljósinu (100 einingar mínus 30 sem spegluðust til baka út í geim). Yfirborð Jarðar fær því tæplega tvöfalt meiri orku (96 einingar) sem varmageislun frá lofthjúpnum en það fékk frá sólargeislanum (51). Sjá nánar í 2. kafla bókarinnar Meteorology Today eftir Ahrens.
[6]
Ský hafa einnig mikil áhrif á orkujafnvægi Jarðar með því að spegla sólargeislun til baka út í geiminn. Skýin eiga því stóran hluta í endurspeglunarstuðlinum, sem er 0,3 eða 30% fyrir Jörðina. Fyrir Jörðina í heild vega speglunaráhrif þyngra en „gróðurhúsaáhrif” tengd skýjum, þ.e. skýin lækka yfirborðshita Jarðar. Sjá nánar eftirfarandi vefsíður:
Mynd af árstíðasveiflu endurspeglunarstuðuls
Mynd af árstíðasveiflu varmageislunar Jarðar
Mynd af árstíðasveiflu orkujafnvægis jarðarinnar
[7]
IPCC, 2007: Summary for Policy Makers. Í bókinni: Climate Change 2007 The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon ofl. (ritstj)] Cambridge University Press.
Sjá einnig umfjöllun um Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna
[8]
Solomon ofl 2007: Technical Summary. Í bókinni: Climate Change 2007 The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon ofl. (ritstj)] Cambridge University Press.
Sjá einnig umfjöllun um Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna
[9]
IPCC 2007: Summary for Policy Makers. Í bókinni: Climate Change 2007 Impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Parry ofl. (ritstj)]. Cambridge University Press.
Sjá einnig umfjöllun um Milliríkjanefnd Sameinuðu þjóðanna
[10]
Halldór Björnsson, Árný E. Sveinbjörnsdóttir, Anna K. Daníelsdóttir, Árni Snorrason, Bjarni D. Sigurðsson, Einar Sveinbjörnsson, Gísli Viggósson, Jóhann Sigurjónsson, Snorri Baldursson, Sólveig Þorvaldsdóttir og Trausti Jónsson 2008. Hnattrænar loftslagsbreytingar og áhrif þeirra á Íslandi - Skýrsla vísindanefndar um loftslagsbreytingar. Umhverfisráðuneytið.
Sjá nánar um vísindanefnd
Tómas Jóhannesson,Guðfinna Aðalgeirsdóttir, Helgi Björnsson, Philippe Crochet, Elías B. Elíasson, Sverrir Guðmundsson, Jóna Finndís Jónsdóttir, Haraldur Ólafsson, Finnur Pálsson, Ólafur Rögnvaldsson, Oddur Sigurðsson, Árni Snorrason, Óli Grétar Blöndal Sveinsson, Thorsteinn Thorsteinsson 2007. Effect of climate change on hydrology and hydro-resources in Iceland. Report OS-2007/011. Orkustofnun, Reykjavík.
Sjá nánar um rannsóknir
