Modifiziertes Schwarzkörper-Modell der Erde. Was ist daran falsch?

Gefragt von: Mark Odom

Erscheint es vernünftig, dass die Erdatmosphäre die Schwarzkörperstrahlung passieren lässt?

NEIN.
Sie ist das Ergebnis der Erwärmung der Erdoberfläche durch die Absorption und Wiederabgabe von IR-Strahlung durch Moleküle in der Atmosphäre.

Ist die Erdatmosphäre ein Schwarzer Körper?

Die Erdatmosphäre kann nicht als schwarzer Körper behandelt werden.

Was passiert mit der Temperatur der Erde, wenn der Emissionsgrad der Atmosphäre steigt?

Ein Anstieg des Emissionsgrades der Atmosphäre führt zu einem Anstieg der Oberflächentemperatur der Erde.

Wie hoch ist der Emissionsgrad der Erde?

zwischen etwa 0,6 und 1,0
Der Emissionsgrad der meisten natürlichen Erdoberflächen ist eine einheitslose Größe und liegt zwischen etwa 0,6 und 1,0. Oberflächen mit einem Emissionsgrad von weniger als 0,85 sind jedoch in der Regel auf Wüsten und Halbtrockengebiete beschränkt. Vegetation, Wasser und Eis haben einen hohen Emissionsgrad von über 0,95 im thermischen Infrarot-Wellenlängenbereich.

Warum ist die Erde kein perfekter Schwarzer Körper?

Die Abweichung von einem perfekten Schwarzkörperspektrum ist auf viele Faktoren zurückzuführen, darunter die Absorption des Lichts durch Bestandteile der Sonnenatmosphäre und die Tatsache, dass die Photosphäre nicht einheitlich ist, sondern einige heißere und einige kühlere Regionen aufweist, so dass das von der Erde aus gesehene Spektrum ein zusammengesetztes Spektrum von Schwarzkörperstrahlern ist

Sendet die Erdoberfläche Schwarzkörperstrahlung aus?

Der größte Teil der Sonnenstrahlung ist Schwarzkörperstrahlung, die von der Sonnenoberfläche, der Photosphäre, mit einer Temperatur von etwa 5700 K abgestrahlt wird. Während sie Energie absorbiert, gibt die Erdoberfläche ihre eigene Schwarzkörperstrahlung ab.

Wie hoch ist die Schwarzkörpertemperatur der Erde?

The surface radiation emission, 396 W·m^–2, is the energy flux calculated from the Stefan-Boltzmann equation for a black body at a temperature of 288 K, the observed average surface temperature of the Earth.

Ist alles ein Schwarzer Körper?

Alle Objekte sind schwarze Strahler, da alle Objekte je nach ihrer Temperatur elektromagnetische Strahlung aussenden. Einige alltägliche Beispiele für Schwarzkörperstrahler, die ihre Strahlung für andere Prozesse nutzen oder sichtbares Licht aussenden, sind: Öfen.

Wie beeinflusst die Schwarzkörperstrahlung den Klimawandel?

Schwarze Körper emittieren zwar Strahlung über alle Wellenlängen hinweg, doch konzentriert sich ein erheblicher Teil der emittierten Energie auf einen begrenzten Wellenlängenbereich. Die Wellenlänge, die der Spitzenintensität der Emission entspricht, nimmt mit steigender Temperatur ab.

Warum steigt die Temperatur mit zunehmendem Emissionsgrad?

Ja, der Emissionsgrad ändert sich mit der Temperatur aufgrund der Energie, die im Verhalten der Moleküle, die die Oberfläche bilden, gebunden ist. Nach dem Planck’schen Gesetz nimmt die insgesamt abgestrahlte Energie mit der Temperatur zu, während sich die Spitze des Emissionsspektrums zu kürzeren Wellenlängen verschiebt.

Welche Faktoren beeinflussen die Emissivität?

Der Emissionsgrad hängt auch von der Temperatur der Oberfläche sowie von der Wellenlänge und dem Winkel ab. Die Kenntnis des Emissionsgrades einer Oberfläche ist sowohl für die genaue berührungslose Temperaturmessung als auch für die Berechnung der Wärmeübertragung wichtig. Strahlungsthermometer erfassen die von einer Oberfläche abgegebene Wärmestrahlung.

Warum ist die Temperatur auf der Erdoberfläche nicht überall gleich hoch?

Die Antwort liegt in der ungleichmäßigen Erwärmung der Erde durch die Sonne. Die Erde ist eine Kugel, und die Sonne ist es auch. Wenn die Erde die Sonne umkreist, bekommt das Zentrum der Erde mehr direktes Sonnenlicht ab als die Pole.

Ist die Erde ein perfekter Schwarzer Körper?

Obwohl ein Schwarzer Körper nicht wirklich existiert, werden wir die Planeten und Sterne (einschließlich der Erde und der Sonne) als Schwarze Körper betrachten. Auch wenn sie per Definition keine perfekten Schwarzen Körper sind, können wir dem Verständnis und der Einfachheit halber die Eigenschaften von Schwarzen Körpern auf sie anwenden.

Warum kann die klassische Physik die Schwarzkörperstrahlung nicht erklären?

Die klassische Physik konnte jedoch die Form des Schwarzkörperspektrums nicht erklären. Die Elektronen in einem heißen Objekt können mit einer Reihe von Frequenzen schwingen, die von sehr wenigen Schwingungen pro Sekunde bis zu einer riesigen Anzahl von Schwingungen pro Sekunde reichen. In der Tat gibt es keine Grenze, wie hoch die Frequenz sein kann.

Warum ist die Schwarzkörpertemperatur der Erde viel kälter als die tatsächliche Oberflächentemperatur der Erde?

Die Oberflächentemperatur der Erde ist höher als die Temperatur des schwarzen Körpers, was auf das Vorhandensein einiger hauptsächlich triatomischer Spezies zurückzuführen ist, insbesondere Wasserdampf, Kohlendioxid und Ozon.

Wie wirkt sich ein Treibhausgas auf das Spektrum der Schwarzkörperstrahlung der Erde aus?

Je höher die Konzentration der Treibhausgase ist, desto mehr elektromagnetische Infrarotstrahlung wird von der Atmosphäre absorbiert, wodurch sich die Atmosphäre erwärmt. Eine wärmere Atmosphäre strahlt effektiver, was zu einer verstärkten Rückstrahlung von Infrarotphotonen aus der Atmosphäre auf die Erdoberfläche führt.

Welche atmosphärischen Gase absorbieren infrarotes Licht?

Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan und andere Spurengase in der Erdatmosphäre absorbieren die längeren Wellenlängen der von der Erdoberfläche ausgehenden Infrarotstrahlung.

Warum ist das Stefan-Boltzmann-Gesetz wichtig?

Das Stefan-Boltzmann-Gesetz erklärt, wie viel Energie die Sonne in Abhängigkeit von ihrer Temperatur abgibt (bzw. ermöglicht es den Wissenschaftlern, anhand der Energie, die auf einem Quadratmeter auf die Erde trifft, herauszufinden, wie heiß die Sonne ist). Das Gesetz sagt auch voraus, wie viel Wärme die Erde in den Weltraum abstrahlt.

Welche Sphären sind Zonen der Erdatmosphäre?

Erdatmosphäre: Ein vielschichtiger Kuchen

• Troposphäre. Die Troposphäre der Erde erstreckt sich von der Erdoberfläche bis durchschnittlich etwa 12 Kilometer mit einer Höhe von 7,5 Meilen, wobei die Höhe am Erdstangen niedriger und am Äquator höher ist. …
• Stratosphäre. …
• Mesosphäre. …
• Thermosphäre. …
• Exosphäre. …
• Die Kante des Weltraums.

Lebt der Mensch in der Troposphäre?

Troposphäre. Die Troposphäre ist die unterste Schicht unserer Atmosphäre. Sie beginnt am Boden und erstreckt sich bis zu einer Höhe von etwa 10 km (6,2 Meilen oder etwa 33.000 Fuß) über dem Meeresspiegel. Wir Menschen leben in der Troposphäre, und fast das gesamte Wetter spielt sich in dieser untersten Schicht ab.

In welcher Schicht der Atmosphäre lebt der Mensch?

Die Troposphäre
Dies ist die Schicht, in der wir leben, und sie enthält den größten Teil dessen, was wir als „Atmosphäre“ bezeichnen, einschließlich der Luft, die wir atmen, und fast aller Wettererscheinungen und Wolken, die wir sehen. In der Troposphäre sinkt die Temperatur der Luft, je höher man kommt.