Co to jest promieniowanie Ziemi?
Promieniowanie Ziemi to ilość ciepła lub energii świetlnej, którą Ziemia emituje z powrotem w przestrzeń kosmiczną, głównie jako procent całkowitego promieniowania otrzymywanego od Słońca. Jest to również określane jako albedo, które wyraża się jako stosunek lub procent ilości energii świetlnej, jaką jakiekolwiek ciało gwiezdne, w tym planety, asteroidy lub statek kosmiczny, odbijają się od ich powierzchni w porównaniu z tym, co otrzymuje. Innym terminem na promieniowanie Ziemi jest wychodzące promieniowanie długofalowe (OLR), które ogólnie odnosi się do faktu, że Ziemia promieniuje w przestrzeń kosmiczną, w większości fal podczerwonych niewidocznych dla ludzkiego wzroku, które są formą energii cieplnej lub promieniowania ciała czarnego.
Promieniowanie powierzchni ziemi jako utrata energii netto z powierzchni faktycznie okazuje się być dość minimalna z powodu efektów tłumienia atmosferycznego. Średnia ilość energii promieniowania słonecznego otrzymywanej przez Ziemię powyżej granic atmosfery jest szacowana na 1370 watów na metr kwadratowy. W 2010 r. Szczytowe promieniowanie z powrotem w kosmos miało miejsce w równikowych regionach pustynnych o wartości około 350 watów na metr kwadratowy i spadło do mniej niż 150 watów na metr kwadratowy, gdy zbliżano się do czap polarnych. Rzeczywista ilość promieniowania, które ucieka w kosmos z dowolnego miejsca, zależy od krótkotrwałych warunków w atmosferze, które mają zmienny wpływ na blokowanie i pochłanianie światła o długiej długości fali. W miarę wzrostu poziomu gazów cieplarnianych w atmosferze w wyniku globalnej działalności przemysłowej, ten efekt zatrzymywania ciepła również wzrasta, zmniejszając ogólny poziom promieniowania Ziemi.
National Aeronautics and Space Administration (NASA) w Stanach Zjednoczonych obliczył liczby dla różnych aspektów bilansu promieniowania Ziemi. Ze światła słonecznego otrzymanego na poziomie atmosferycznym 6% jest natychmiast odbijane w przestrzeń kosmiczną, a kolejne 20% jest odbijane przez zachmurzone chmury. Kolejne 19% promieniowania nigdy nie dociera do powierzchni, ponieważ 16% jest pochłaniane przez atmosferę, a 3% przez chmury. Ze światła, które dociera do powierzchni Ziemi, 4% tego światła natychmiast odbija się z powrotem w kosmos. Pozostała część światła docierającego do powierzchni lądu i oceanów - 51% - pochodzi z tego, co faktycznie składa się promieniowanie Ziemi.
Z nieco ponad połowy energii Słońca, która oddziałuje na powierzchnię Ziemi, około 70% tej energii ostatecznie wycieka z powrotem w przestrzeń kosmiczną, podczas gdy reszta jest absorbowana przez atmosferę i parę wodną. Oznacza to, że w przybliżeniu jedna trzecia promieniowania, które oddziałuje na powierzchnię Ziemi od Słońca, zostaje ostatecznie utracona w kosmosie, a także jedna trzecia światła, które nigdy nie dociera do powierzchni i jest odbijane przez samą atmosferę. Chociaż proces transferu energii jest ciągły, Ziemia promieniuje również w przestrzeń kosmiczną w nocy bardziej niż w ciągu dnia, ponieważ temperatura powierzchni Ziemi ma bezpośredni wpływ na to, ile strat ciepła ma miejsce, a planeta ulega stopniowemu efekt chłodzenia w nocy.
Różne powierzchnie na Ziemi mają jednak różne poziomy albedo lub współczynniki pochłaniania i odbijania energii świetlnej. Albedo 0 równa się całkowitej absorpcji energii, a wartość 1 będzie całkowitym odbiciem, które nigdy nie występują w rzeczywistości. Powierzchnie takie jak beton mają współczynnik odbicia 55%, trawę 25%, a typową glebę 17%. Regiony Ziemi, które mają bardzo wysokie albedo dla prawie całkowitego wpływu promieniowania Ziemi, obejmują te pokryte świeżym śniegiem, gdzie wynosi od 80% do 90%, a te o bardzo niskim albedo i prawie całkowitej absorpcji energii świetlnej obejmują drzewa iglaste lasy w szczycie sezonu wegetacyjnego o jakości odbijającej 8%.