Fagstoff

Absorpsjon av solstrålingen i jordas atmosfære

Publisert: 11.08.2010, Oppdatert: 13.11.2013
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
SolenergitetthetenSolenergitettheten som funksjon av bølgelengde ved jordoverflaten og utenfor jordas atmosfære.
Opphavsmann: Narom

 

 

Som du ser fra figuren er det flere steder dype søkk i strålingen fra sola nede på jordoverflaten. Dette skyldes absorpsjon på veien gjennom jordas atmosfære. All farlig solstråling i UV- og røntgen-områdene - dvs. stråling med bølgelengde ≤ 350 nm blir absorbert i atmosfæren og når ikke ned til jordoverflaten. Strålingen kan beskrives som bølger, med en bestemt frekvens og bølgelengde. Vi har da følgende forbindelse mellom bølgelengde λ og frekvens f:

$$\lambda \cdot f = c$$


hvor c er lyshastigheten. I andre tilfeller må lys beskrives som små energipakker, kalt fotoner eller lyskvanter. Energien E til fotonene avhenger av f:

$$E = h \cdot f$$

hvor h er Plancks konstant; h = 6,63 · 10-34 Js.

For å forklarer vekselvirkningen mellom solstrålingen og atmosfæren trenger vi partikkelbeskrivelsen. Da må vi regne ut energien til fotonene som vi finner fra den andre likningen. Vi får da, om vi bruker den første likningen og setter inn for konstantene i eV og nm,

$$E = \frac{h \cdot c}{\lambda}$$


Setter vi inn verdier basert på SI-enheter får vi svaret i joule (J). Energien som enkeltfotoner har er liten. Da er elektronvolt (eV) en mye brukt måleenhet, 1 eV = 1,60 · 10-19 J. Vi kan så beregne at synlig lys (400 – 800 nm) har en fotonenergi mellom 3,1 eV for blått og 1,5 eV for rødt lys. For UV-stråling ved λ = 124 nm har fotonene en energi på 10 eV. Fotoner med λ < 124 nm er enda mer energirike. Selv om bare ca. 1% av solenergien finnes innenfor dette området, er det denne strålingen som forandrer atmosfæren mest. I kapittel 3 lærte vi at all elektromagnetisk stråling med energi > 10 eV, dvs. bølgelengde < 124 nm, kalles ioniserende stråling.