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¿Por qué la tierra fresca en noche?

Entiendo que agua y terreno abierto y se enfría por medio de convección - aire inferior toma el calor y va para arriba, donde se enfría.

Pero ¿por qué la tierra pierde energía y ¿a dónde va? ¿Emite radiación de calor al espacio? ¿El calor va subterráneo? ¿Lo que sucede a él?

60voto

valerio92 Puntos 483

Emite radiación infrarroja hacia el espacio.

Esto sucede constantemente, no sólo durante la noche, pero durante el día la energía neta de flujo es positivo, debido a la cantidad de energía proveniente del Sol es mucho mayor.

Las cosas se complican un poco la atmósfera, lo que significa que la mayor parte de la radiación emitida por el suelo no llegar al espacio inmediatamente, pero en su lugar se pone la primera absorbida por la atmósfera y, a continuación, re-emitida al espacio.

También, parte de la energía es el primero transporta a la atmósfera mediante la evaporación y la condensación antes de ser irradiada por ella.

Si quieres saber más, esta explicación introductoria por la NASA se ve bien.

En la foto (tomada del sitio web de la NASA he enlazado más arriba): mapa satelital que muestra la distribución de la térmica de la radiación infrarroja emitida por la Tierra en septiembre de 2008).

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17voto

La superficie de la Tierra y la atmósfera, está en contacto térmico con el espacio exterior, con el mecanismo de transferencia de calor, siendo la radiación. La Tierra-atmósfera, el sistema está constantemente perdiendo calor por este mecanismo. De hecho, este es el principal mecanismo que establece un atmosphereless del planeta la temperatura de la superficie: un planeta de radio $R_\oplus$ sin atmósfera e iluminado por una estrella con luz de intensidad $I$ va a llegar térmica constante a una temperatura de $T$ estado cuando entrantes y salientes de calor radiativo de los flujos son iguales:

$$\pi\,R_\oplus^2\,I = 4\,\pi\,R_\oplus^2\,\sigma\,(T^4 -T_{CMBR}^4)\tag{1}$$

donde el lado derecho expresa de transferencia radiativa descrito por la ley de Stefan-Boltzmann (descuidar el ángulo sólido subtendido por el Sol), $\sigma$ es la constante de Stefan-Boltzmann de la $T_{CMBR}\approx 2.7{\rm K}$ es el fondo cósmico de microondas temperatura de radiación, la temperatura del espacio exterior". En la solución de (1) por $I = 1200{\rm W\,m^{-2}}$ (el poder mediante el cual el Sol alumbra la Tierra), llegamos a la $T = 270{\rm K}$. Para la Tierra, más cuidadoso cálculo se toma en cuenta al albedo de la Tierra (es decir, la proporción de la radiación incidente que es reflejada directamente en el espacio y nunca se convierte en calor - la temperatura de un reflejando perfectamente orbe en el espacio sería sin verse afectada por la radiación entrante y woulf ni absorber ni irradiar, que se alojen en cualquiera que sea su temperatura inicial). Esto reduce el resultado. Otra fuente de discrepancia es el efecto invernadero, que más que cancela el efecto del albedo de un atmosphereless la Tierra. Pero usted puede ver que el resultado es, en el derecho barrio de la temperatura de la Tierra.

Durante la noche, cuando no hay luz solar de calentamiento de la atmósfera y el suelo, la superficie de la Tierra y la atmósfera tiende a la temperatura del espacio exterior $T_{CMBR}$. La inercia térmica del aire y de la superficie de la Tierra significa que, por supuesto, la noche no es suficiente para que la temperatura de caer a la nada, como todo el camino a$T_{CMBR}$, pero, como nota, se cae una parte del camino y nuestras noches son por lo tanto más fresco.

4voto

JeopardyTempest Puntos 136

A pesar de que no es tan alta resolución, como podría ser ideal, el meteoblue sitio web aparece para darle razonable meteogramas de estaciones de todo el mundo mostrando los componentes de la energía de...

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(Ejemplo de balance de energía de previsión, los derechos de autor de meteoblue)

De las radiaciones en la sección de la parte inferior de los muchos gráficos), se puede ver:

  • La radiación solar entrante (SW abajo)... la energía del sol para que se caliente el suelo. Un día-sólo proceso.
  • El calor sensible... que es la conducción+convección en la atmósfera que usted ha mencionado, y será un proceso de enfriamiento de la tierra..., básicamente, en él, la tierra directamente calienta el aire justo encima de él (conducción) y que conduce a las térmicas/mezcla (convección). Básicamente, un día único proceso.
  • El calor latente... que a menudo se pasa por alto el factor que puede ser sorprendentemente importante en lugares como Florida (donde estoy yo). La energía se gasta en la evaporación del agua... y que la energía es posteriormente liberado a la atmósfera cuando el vapor es finalmente condensada (o depositados). Por eso es un proceso que también elimina la energía de la superficie (de enfriamiento). Básicamente, un día único proceso (resultados en menos drásticos de temperatura durante el día se levanta en entornos marítimos que en los desiertos).
  • El afloramiento de la radiación de onda larga (LW)... la Tierra continuamente emitiendo radiación como todos los cuerpos que ver con la temperatura... la mayoría de ellas en longitudes de onda más largas que el sol debido a las temperaturas más frescas en comparación con no (de ahí el nombre). Esta es una continua liberación de energía 24/7 que sólo varía un poco como los cambios de temperatura... y es un proceso de enfriamiento.
  • El downwelling radiación de onda larga (LW abajo)... a los mandantes en la atmósfera absorben la energía (la mayoría de los cuales es la Tierra de la energía de onda larga), caliente, y luego re-emiten la energía como su propio radiadores. Una parte de este regresa a la Tierra. El más predominante de re-emitors son gases de efecto invernadero ($H_2O$, $CO_2$, el metano, etc) y las nubes (pequeña aportación también de los aerosoles (partículas sólidas en la atmósfera)). Esto ocurrirá 24/7, aunque puede variar un poco dependiendo de la cobertura de nubes, y es una red proceso de calentamiento de la Tierra.

Por lo general:
Durante el día nos llegará la luz del sol, trayendo la energía, con calor latente (evaporación) y sensible al calor (conducción/térmicas) también rampa arriba, disipar algunos de la rápida ganancia de energía. A continuación, a través de la noche, realmente sólo tenemos la radiación de onda larga como el factor de... una gran parte de la cual se devuelve a la Tierra.

En más zonas áridas, que hay menos calor latente durante el día (por eso se calienta más rápido), menos LW hacia abajo en la noche (debido a la menor presencia de vapor de agua) (para que se enfríe más rápido), y de modo más grandes fluctuaciones en general. La verdad es lo contrario de las regiones marítimas.

En los días nublados, hay menos radiación solar, pero más LW abajo. Día en que se calienta menos, pero la noche se enfría menos. Así que pequeñas fluctuaciones en general.

Un poco de energía en efecto, obtener realizó (y emitido) hacia abajo en la Tierra. Pero debe ser equilibrado a largo plazo del proceso (una mezcla de principalmente diurna y anual de las oscilaciones dentro de los primeros metros)... de lo contrario si el metro siguió ganando energía en general, se podría hacer que continúe el calentamiento. Asimismo, una cantidad muy pequeña de energía es realmente prestados a la superficie de la conducción (y emisiones) de la energía que emana dentro de la Tierra (debido a la desintegración radiactiva). Sin embargo, es una cantidad muy pequeña (Wikipedia cita como 0.027% del presupuesto total).

De este gráfico, y esta asociado artículo de Wikipedia darle una mayor representación de todos los medios de intercambio de energía pasando dentro de la atmósfera de la Tierra y de sus típicos de las escalas. Extender completamente a través de la superficie, usted sólo tiene que añadir los pequeños componentes de la radiación/conducción dentro y fuera de la red de metro.


Por favor, tenga en cuenta que meteoblue del meteogramas son de pronóstico de los meteogramas, no de observaciones. En general no creo que usted encontrará mucho completa de los datos de observación. Esto es debido a que piranómetros (para medir la radiación solar entrante) no estándar (aunque están incluidos en algunos conjuntos de datos útiles, tales como el de Oklahoma Mesonet [scroll para abajo]). Y otros valores que se requieren medidas adicionales y el cálculo (aquí es muchísimo más información sobre cómo los otros flujos son determinados).

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