Elektromagnetiska spektrat
ε = h ν
ε = hc
λ
l
Svartkropp = Absorberar all infallande strålning
Emitterar energi/frekvens/våglängd enligt sin temperatur, T
l
Plancks strålningslag:
Spektralfördelning av svartkroppstrålning.
l
Stefan-Boltzmanns lag:
Total effekt från svartkropp med area, A.
l
Wiens förskjutningslag:
Våglängd med maximal strålningsdensitet.
P(T ) = A σ T
4λ
max(T ) = b T
I( λ ,T ) = 2hc
2λ
51 exp hc
λ kT
⎛
⎝ ⎜ ⎞
⎠ ⎟ −1
Betelgeuse T=3 300 K λ
max=878 nm R=936R
¤Rigel
T=12 100 K λ
max=240 nm R=79R
¤IR UV
380 740
IR
380 740 UV
Orions stjärnbild
d=860 ly
d=643 ly
Solen strålar som svart kropp
Jämviktsförhållande
för strålning in och ut från jorden
Synligt ljus in från solen
Reflektion av synligt ljus (30%)
Jämviktsförhållande
för strålning in och ut från jorden
Synligt ljus in från solen
Reflektion av synligt ljus (30%)
Emission av infraröd strålning från jorden.
Jämviktsförhållande
för strålning in och ut från jorden
Synligt ljus in från solen
Reflektion av synligt ljus (30%)
Emission av infraröd strålning från jorden.
Absorption och re-emission av infraröd strålning i atmosfären (50% upp / ner).
Solens temperatur: Solarkonstanten:
T
S≈ 5800 K på solytan → I ≈ 1.37 kW/m
2Jordens energibalans
Vid Jordens yta:
I ≈ 1 kW/m
2Jordens medeltemperatur (2010-talet):
T
J≈ 287.8 K (14.7 °C)
Mer avancerade modeller bygger vidare på denna typ av beräkning.
Svartkroppsmodell T
J≈ 279K
30% Reflektion 255 K (för kallt)
Max växthuseffekt 303 K (för varmt)
H2O
CH4 N2O O2 O3 CO2
