-------------------------------------------------
Strålingsbalance og drivhuseffekt i atmosfæren

13. maj 2015

13. maj 2015

Formål:

Formålet er at fremgøre drivhuseffektens betydning for jordens stigende temperatur, hvilket bliver kaldt ”Den global opvarmning”. Rapporten omhandler strålingsbalance og drivhuseffekt i atmosfæren. Rapporten indeholder baggrundsteori omkring emnet samt teoretisk viden. Den indeholder også et opstillet forsøg, hvor vi har bestemt jordens udstråling med et IR-termomater samt en graf. Der er inkluderet formler, som indikerer de resultater vi er kommet frem til.
Diskussionen omhandler, om vores resultater og beregninger er sikre eller usikre og hvilke fejlkilder der kunne være. Opgaveformulering lyder som følger: Undersøg drivhuseffekten og den betydning den har for jorden.
Baggrundsteori:

Figuren viser solen, jordens og atmosfærens strålingsbalance.

Figuren bliver mit udgangspunkt igennem baggrundsteorien. Jordens temperatur er alt afhængig af Solen. Jorden og solen afgiver og modtager den samme mængde stråling, det er utroligt vigtig for Jorden, at der ikke bliver sendt mere kortbølget indstråling fra Solen. Den naturlige drivhuseffekt bibeholder Jordens gennemsnitstemperatur på 15 grader celsius. Jorden bliver beskyttet af ozonlaget fra de farlige stråler.
Hvis indstrålingen var større end udstrålingen, som er den stråling Jorden udsender tilbage i atmosfæren, så ville jordoverfladen samt atmosfæren stige i temperatur. Hvis det var omvendt og der forekom mere udstråling end indstråling, så ville temperaturen falde.
Den kortbølgede indstrålingen fra Solen til Jorden er 100%. Efter at indstrålingen er kommet uhindret igennem Jordens atmosfære bliver noget af det reflekteret, når det indtræder Tropopausen samt Troposfæren. Cirka 30% af indstrålingen bliver reflekteret inden det rammer jordoverfladen. Refleksionen bliver reflekteret primært af skyer. 3% bliver absorberet af ozon. 2% bliver til CO2 og støv, mens 14% bliver til vanddamp. 51% rammer jordoverfladen og efter fordampning, varmeledning og atmosfærisk modstråling, bliver der 70% udsendt igen som infrarød udstråling. 6% som infrarød direkte og 61% udstråling indirekte og sidste 3% er fra ozon refleksionen.

Fremgangsmåden:

Målinger atmosfærens temperatur med IR-termometeret
Vi har malt I fem forskellige retninger og efter har vi beregnet gennemsnittet. Herefter har vi bestemt strålingsintensiteten ved hjælp af grafen I vores vejledning
Måling af jordtemperaturen: Vi har målt den aktuelle jordtemperatur fem steder et med IR-termometeret. Herefter har vi beregnet gennemsnittet og bestemt strålingsintensiteten.
Temperaturen var 13,5 °C.
Derefter beregnede vi °C om til watt pr. m2 på udstråling og modstråling ved hjælp af grafen.
Resultatet ses I tabellen under måleresultater.

Måleresultater, tabeller, eksempler på udregninger:

Temperatur 13,5°C | Kl. 14:40 | Kl. 14:50 | | IndstrålingWatt pr. kvadratmeterVi sætter græsplanen albedo til 25%, dvs., der skal fratrækkes 25% fra den målte værdi. | 5 målte værdier674 W/m2679 W/m2676 W/m2672 W/m2670 W/m2 | Gns. målt værdi fratrukket 25%= Gennemsnittet674,2 – 168,55 = 505,65Gns. målt værdi fratrukket 25% = 505,65 | | Udstråling fra jordoverfladen | 5 målte værdier32,6°C31,4°C28,5°C29,4°C26,1°C | Gennemsnit af de 5 målte værdier | Gennemsnitstemperatur omregnet til Watt pr. kvadratmeter475 (aflæst på grafen) | Modstråling | 5 målte værdier-20°C-11°C-15°C-17°C-16°C | Gennemsnit af de 5 værdier | Gennemsnitstemperatur omregnet til Watt pr. kvadratmeter 250 flæst på grafen) |

Diskussion:

Når 25% er trukket fra indstrålingen ligger tallet på 505,65 W/m2. Der fratrækkes 25% af indstrålingen, fordi græsplænens albedoeffekt sættes til 25%. Gennemsnitstemperaturen af udstrålingen fra jordoverfalden er 475 W/m2. Gennemsnitstemperaturen af modstrålingen er 250 W/m2.
Det er vigtigt at vide om strålingsbalancen er negativ eller positiv. Efter beregningerne er strålingsbalancen 295,65 W/m2. Dette er en positiv strålingsbalance, hvilket betyder at temperaturen vil stige.
Der kan have opstået fejlkilder: * Vi var mange mennesker på Balustraden. * Vejret har en indflydelse på resultaterne. Det var skyfrit, da forsøget blev gennemført, hvilket kan påvirke mængden af kortbølget indstråling, som bliver reflekteret. * Termometeret kan have afviget med nogle få intervaller.

Konklusion:

Strålingsbalance og drivhuseffekten er næsten altafgørende for Jordens temperatur. Hvis indstrålingen er større end udstrålingen, bliver der varmere på Jorden. Og modsat, bliver det koldere. Hvis indstrålingen ender med at være større end udstrålingen, vil indlandsisen smelte og verdenshavene stige. Hvilket vil have en tragisk indflydelse på Jorden. Mange øer ville gå under vandet, samt dele af New York.

Referencer:

Bog: Natur Geografi – Vores Verden. S.239-243.
Hjemmsider: http://videnskab.dk/gronland-en-tikkende-klimabombe/indlandsisen-smelter