Felhõk és az éghajlat

A felhõk a napsugárzás egy részét visszaverik az ûrbe. Ennek következtében kevesebb energia éri el a földet. Azonban a felhõk huncutok, nemcsak ezen a módon befolyásolják az éghajlatot. Megfigyelted már, hogy az éjszaka kevésbé hideg, amikor az ég felhõs? Megmagyarázzuk, hogy miért…

Infravörös sugárzás

Ne felejtsd el, hogy valójában a napfény több részbõl tevõdik össze, tartalmazza a látható részt (amit természetesen látunk), ultraibolya és infravörös sugárzást, melyeket az emberi szem nem lát.
Néhány állat látja az UV sugárzást (például a méhek), mások az infravöröset érzékelik (a kígyók például). Mi nem látjuk az infravörös sugárzást, de hõként érzékeljük.

Az UV sugárzást az ózon réteg kiszûri, ezáltal megvéd minket a sugárzás káros hatásaitól. Ez az, amiért az ózonréteg olyan fontos.
Légkör, óceánok és mindenekelõtt a felhõk a napfény egy részét visszasugározzák az ûrbe (a visszavert sugárzás ezen részét nevezzük albedónak). Ezért látják az ûrhajósok az ûrbõl a Földet.

1. Föld az ûrbõl. Forrás: NASA.

A napból érkezõ energia körülbelül 70 %-a végül is eléri a földfelszínt, aminek többsége elnyelõdik.
Mint ahogy a bõrünket felmelegíti a Nap, mikor süt, ugyanígy melegíti fel a Földet is, ami utána újra infravörös sugárzást bocsát ki.

2. Ez a kép a Föld felõl az ûr felé visszasugározott átlagos hõeloszlást mutatja (watt per négyzetméterenkénti egységben), egy júliusi nap alatt 2000-ben. A sárga színek azt mutatják, ahonnan a legtöbb hõ (kimenõ sugárzás) hagyja el a légkört. A rózsaszín és a kék színek köztes értékeket mutatnak, míg a fehér szín mutatja a legalacsonyabb értékeket. A sivatagi területek sok hõt bocsátanak ki, míg a hóval és jéggel fedett Antarktisz nagyon kevés hõt bocsát ki. Forrás: NASA.

Ha minden infravörös sugárzás visszaverõdés nélkül kisugárzódna az ûrbe, akkor a bolygónk hõmérséklete -18°C lenne: csak a jegesmedvék lennének boldogok!

polar bear

3. Kölyök jegesmedve és a mamája. Forrás: USFWS.

Felhõk üvegházhatása

OuBolygónk nem olyan hideg az üvegházhatás miatt (részleteket az alsó légkör részben találsz róla), ami a vízgõznek, felhõknek és néhány gáznak köszönhetõ. Mi csak a felhõk szerepét fogjuk most itt megmagyarázni.

A földfelszín körülbelül 50 %-tfelhõk borítják. Amikor a felhõ elnyeli a földfelszín által kibocsátott sugárzást, annak egy részét az ûr felé, míg másik részét a felszín felé sugározza vissza, ily módon melegszik a Földünk. Ezért képesek az éjszaka és a nappal közötti hõmérsékletkülönbséget csökkenteni.

A nappal folyamán a talajt a napsugarak felmelegítik. Minél kevesebb a felhõ az égen, annál jobban melegszik fel földfelszín.
Az éjszaka alatt, ha nincsen felhõ, a Föld által kisugárzott infravörös sugárzás legnagyobb része kisugárzódik az ûrbe. Az éjszaka hideg lesz.
Ha az ég felhõs, a sugárzás egy részét a felhõk visszatartják, amit aztán a földfelszín felé visszasugároznak. Így a talaj feletti levegõ hõmérséklete melegebb, mint felhõ nélküli esetben lenne.

5. a) Felhõtlen éjszaka, az éjszaka hideg.
Forrás: J. Gourdeau

5. b) Éjszaka felhõs ég esetében. A talaj kevésbé hideg, mert a felhõk az infravörös sugárzás egy részét visszaverik.

A sivatagban a hõmérséklet nagy különbséget mutat nappal és éjszaka, mert a levegõ olyan száraz, hogy a hõ éjszaka gyorsan kisugárzódik. Az éjszakai hõmérséklet 35°C-kal is alacsonyabb lehet, mint a nappali.

Felhõk éghajlati hatása

Összefoglalva a felhõk a visszasugárzott hõ révén felmelegítik a Földet: ezt a "felhõk üvegházhatásának" nevezzük. Ez a folyamat okozza a melegedést vagy a pozitív kényszert a Föld éghajlatában. De a felhõk hûtik is a bolygónkat, a beérkezõ napsugárzás visszaverése révén. Az ellentétes hatású két folyamat, a felhõ albedó és a felhõ kényszer közötti egyenleg határozza meg, vajon egy bizonyos felhõtípus melegíteni, vagy hûteni fogja Földünket.

Magas, vékony felhõk, mint a cirrusok (pehelyfelhõk), hozzájárulnak a melegedéshez, amíg a hûlõ hatás az alacsony, vastag stratocumulus (alacsony gomolyos rétegfelhõ) felhõknél érvényesül.

Manapság a tudósok úgy gondolják, hogy a felhõk globálisan csökkentik a Föld hõmérsékletét.

6. Felhõkényszer meghatározása 1985 és 1986 között. Azokon a területeken, ahol a hûtõ hatást a legnagyobbtól, a sárga színtõl a zöldön keresztül a kékig jelzi. Néhány területen a felhõk melegedést okoznak, azokat a területeket a narancstól a piroson át a rózsaszín színig láthatod. Forrás: NASA Langley Research Center.

Annak a megértése, hogy vajon a felhõk melegedést, vagy hûlést okoznak a bolygónkon, abban az esetben, ha az emberi tevékenység hatására a földi hõmérséklet növekszik, a jövõ egyik fõ tudományos kihívása: ha a globális hõmérséklet emelkedik, több nedvesség lesz a légkörben, ez több felhõhöz vezet: több sugárzást fognak a napsugárzásból visszaverni az ûrbe, vagy többet tartanak bent a légkörben?

Az oldalról
szerzõ: J. Gourdeau, LaMP Clermont-Ferrand, Franciaország
tudományos lektor: Dr Vincent Giraud, LaMP, Franciaország
készült: 2003-11-21
utolsó módosítás: 2008.10.24.

Last modified: Wednesday, 5 September 2018, 1:34 PM