¿Por qué mi termómetro de infrarrojos dice que el cielo está a -2 °C?

Question

Acabo de conseguir un termómetro de infrarrojos . No habría podido predecir qué temperatura me daría al apuntar al cielo, pero resultó ser de -2 °C la primera vez que lo medí, y subiendo y bajando ligeramente con la temperatura del suelo (digamos que de -6 °C a 2 °C en el transcurso de un día en el que la temperatura del suelo pasa de 20 °C por la noche a 30 °C durante el día).

Algunos detalles: esto fue para apuntar hacia arriba (siempre que no apunte demasiado al sol), un cielo despejado y una humedad del 63% según internet. El rango en el que mide la radiación es de 8-14 m y el rango de temperaturas especificado es de -50 a 550 °C.

¿Qué es lo que provoca esta lectura?

Answer 1

Es probable que midan directamente el efecto invernadero de la atmósfera. El hecho de que tus mediciones superficiales parezcan estar correlacionadas con la temperatura del aire que te rodea apoya esta idea: la medición es más alta durante el día porque la propia Tierra está más caliente e irradia con más fuerza hacia el espacio. Los gases de efecto invernadero absorben parte de esta radiación y envían su radiación infrarroja a su termómetro. El termómetro también se verá influenciado por las nubes y similares, incluso por la niebla y la bruma que pueden ser difíciles de distinguir como nubes.

Yo intentaría anotar la lectura del termómetro con diferentes condiciones atmosféricas, anotando el estado del cielo (nublado, despejado), la temperatura local y la humedad. Aunque no me extrañaría demasiado que la lectura no estuviera influenciada por esto último: la humedad en el suelo puede no dar una idea fiable de la cantidad de agua que hay en las distintas corrientes de chorro y demás a distintas alturas.

Pero definitivamente está midiendo algo "real" y repetible: vea el siguiente experimento, que es una formalización de lo que ha hecho, sugerido por la NASA:

http://mynasadata.larc.nasa.gov/804-2/1035-2

Answer 2

Todos los cuerpos por encima del cero absoluto emiten algo de radiación. Se trata de la radiación del "cuerpo negro" y puede correlacionarse con la temperatura mediante la ley de Stefan-Boltzmann. Su termómetro de infrarrojos la utiliza para calcular la temperatura midiendo esta radiación.

La temperatura que se mide para el cielo es la radiación de un cuerpo negro equivalente a -2°C. Se trata de una especie de "media" de la temperatura de la columna de aire por encima de ti (pero ten en cuenta que la ley de Stefan-Boltzmann tiene una potencia de cuatro, por lo que no es una media lineal).

Vengo de un clima más frío y puedo decir que la nieve en el suelo persiste cuando la temperatura del aire es superior a 0°C durante días o incluso semanas. Una de las razones es que el cielo es por debajo de la temperatura de la nieve y del aire circundante. La nieve puede emitir más radiación hacia el cielo de la que absorbe, compensando el calor obtenido del aire circundante.