3.3 Jordens energibudget

Samma mängd energi vi får in till jorden måste på något sätt också lämna planeten. Eftersom det är vakuum i rymden så är strålning det enda sättet för energi att lämna eller komma till planeten jorden. Eftersom jordytan och dess atmosfär håller betydligt lägre temperatur än solen, kommer den att stråla ut sin energi med längre våglängder än vad solen gör (se bild Kapitel 3.2). Jorden strålar i det infraröda spektrumet kring 8-30 µm.

Man kan beräkna vilken temperatur planeten jorden i genomsnitt borde ha, utgående från den mängd energi som kommer till oss från solen. Man måste även ta hänsyn till att ca 30 % av energin reflekteras bort i och med jordens “albedo”. Man kommer då fram till att vi bara tar emot energi som motsvarar ca -18 °C!

Detta stämmer bra med den temperatur jorden ser ut att ha om man tittar på den med en värmekamera från rymden. Att jorden då ser ut att hålla en temperatur på -18 grader Celsius eller ca 255 Kelvin förklaras av att det som syns av jorden då man från rymden tittar på den med en värmekamera är atmosfären ett par kilometer upp från markytan. Detta eftersom atmosfären är “grumlig” av växthusgaser. Grumligheten märks inte i det synliga våglängdsområdet – där har ju atmosfären ett “fönster”, men den märks tydligt i de infraröda våglängderna, värmestrålningen. Tittar man på jorden från rymden med en värmekamera så blir bilden väldigt disig eller grumlig, bara vissa våglängder förmår tränga från markytan upp till kameran.

Merparten av strålningen som värmekameran registrerar kommer istället från växthusgaserna i atmosfären. Halten vattenånga varierar mycket kraftigt i atmosfären (med vädret), ju torrare det är desto längre ner i atmosfären ser man. De andra växthusgaserna är relativt väl omblandade och grumlar sikten ungefär lika mycket över hela jorden.

Strålning är det enda sättet som energi kan komma till respektive lämna jorden. Lika mycket energi lämnar jorden som vi får hit. Fyra gånger så stor yta strålar ut energin i rymden jämfört med den yta som tar emot energi från solen. Genomsnittlig utstrålad energi motsvarar en temperatur på 255 Kelvin eller -18 °C. Utstrålningen sker från växthusgaser ca 5 km upp i atmosfären, nere vid marken är det drygt trettio grader varmare.

Men på jorden är det väl i genomsnitt varmare än -18 °C? Skillnaden ligger i växthusgaser som absorberar och återstrålar energi samt att vi har en temperatur som sjunker med höjden i atmosfären. Det är inte marken i sig som strålar ut energin i rymden. Den värmeenergi som marken strålar ut, absorberas till stor del av växthusgaser i atmosfären, vilket leder till att atmosfären får en temperatur som inte bara beror på atmosfärens direktkontakt med marken. Strålningen som lämnar jorden kommer till största delen från atmosfären ett par kilometer upp.

<- kap 3.2          kap 3.4 ->

Leave a Comment