Cán cân bức xạ là gì? Thành phần và công thức tính cán cân bức xạ

Cân bằng bức xạ là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến khí hậu và thời tiết của trái đất. Vậy, cân bằng bức xạ là gì? Hãy để Khỉ tìm hiểu về các định nghĩa, công thức, vai trò và phương pháp đo lường của khái niệm thú vị này ngay trong bài viết dưới đây!

Cân bằng bức xạ là gì?

Cân bằng bức xạ là gì? Cân bằng bức xạ (cân bằng bức xạ) là trạng thái nơi năng lượng bức xạ xuất hiện và năng lượng bức xạ để lại một bề mặt bằng nhau. Trong trường hợp của Trái đất, sự cân bằng bức xạ được xác định bởi sự cân bằng giữa bức xạ mặt trời đến, bức xạ mặt đất phát ra và bức xạ nghịch đảo của khí quyển.

Cụ thể, trạng thái cân bằng bức xạ trên Trái đất được xác định bởi các yếu tố sau:

• Lượng bức xạ mặt trời là: lượng bức xạ mặt trời phụ thuộc vào chiều cao của mặt trời trên đường chân trời, góc của các tia sáng của mặt trời và lượng mây trên bầu trời.

• Các đặc điểm của bề mặt Trái đất: Các tính chất của bề mặt Trái đất, chẳng hạn như màu sắc, phản xạ và độ dẫn nhiệt, sẽ ảnh hưởng đến lượng bức xạ mặt trời được hấp thụ và phát ra.

• Thành phần của khí quyển: Thành phần của khí quyển, chẳng hạn như lượng hơi nước, bụi và khí nhà kính, sẽ ảnh hưởng đến lượng bức xạ mặt trời và bức xạ mặt đất được hấp thụ và phát ra.

Công thức tính toán cân bằng bức xạ

Sự cân bằng của bức xạ được tính bằng công thức chung sau:

Q*= [(S+D) – (S+D)a] + L ↓ – l ↑

Trong đó:

• Q* là một bức xạ mạng

• S là bức xạ mặt trời trực tiếp

• D là bức xạ khuếch tán

• A là độ phản xạ

• L ↓ là một bức xạ dài trên mặt đất

• L ↑ là bức xạ ngược dài từ khí quyển

Bức xạ ròng có thể là dương, âm hoặc bằng không. Bức xạ ròng là dương khi có nhiều bức xạ hơn đối với bức xạ. Điều này thường xảy ra vào ban ngày khi mặt trời tắt và nhiệt độ không khí ấm nhất. Vào ban đêm, bức xạ thực thường âm vì không có bức xạ mặt trời và tổng sóng dài bị chi phối bởi làn sóng dài xuống đất. Bức xạ ròng là 0 khi các thành phần và ra khỏi trạng thái cân bằng hoàn hảo, không xảy ra quá thường xuyên.

Thông thường, sự cân bằng của bức xạ trên bề mặt Trái đất là dương, có nghĩa là bức xạ lớn hơn bức xạ. Điều này cho thấy bề mặt của Trái đất đang hấp thụ nhiều năng lượng hơn là giải phóng. Năng lượng dư thừa này được tích lũy dưới dạng nhiệt và làm cho trái đất nóng lên.

Vai trò của cân bằng bức xạ

Vai trò của cân bằng bức xạ là gì? Cân bằng bức xạ đóng một vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu khí tượng, biến đổi khí hậu và các lĩnh vực khác. Cụ thể:

• Khí tượng học: Cân bằng bức xạ được sử dụng để hiểu làm thế nào hoạt động của hệ thống khí hậu của Trái đất. Nó giúp các nhà khí tượng học dự đoán thời tiết và khí hậu.

• Biến đổi khí hậu: Cân bằng bức xạ là một trong những yếu tố chính gây ra biến đổi khí hậu. Sự gia tăng lượng khí nhà kính trong khí quyển làm tăng lượng bức xạ mặt trời được hấp thụ bởi khí quyển. Điều này dẫn đến sự nóng lên của trái đất.

• Sinh học: Cân bằng bức xạ ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của thực vật và động vật. Nó cũng ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài trên Trái đất.

• Hải dương học: Cân bằng bức xạ ảnh hưởng đến nhiệt độ và dòng chảy của các đại dương. Nó cũng ảnh hưởng đến các quá trình sinh học trong đại dương.

• Bầu không khí học được: Cân bằng bức xạ ảnh hưởng đến thành phần của khí quyển. Nó cũng ảnh hưởng đến các quá trình vật lý trong khí quyển.

Ngoài ra, cân bằng bức xạ cũng được áp dụng trong các lĩnh vực khác, chẳng hạn như nông nghiệp, nghề cá và xây dựng. Ví dụ: Ước tính năng suất cây trồng; Thiết kế hệ thống hải sản; Xây dựng các tòa nhà hiệu quả năng lượng; …

Phương pháp đo cân bằng bức xạ hiện tại

Có nhiều phương pháp đo cân bằng bức xạ. Một số phương pháp phổ biến bao gồm:

• Phương pháp nhiệt kế: Phương pháp này sử dụng nhiệt kế để đo nhiệt độ của bề mặt Trái đất. Nhiệt độ bề mặt của Trái đất phụ thuộc vào lượng bức xạ mặt trời mà nó nhận được.

• Phương pháp pyranometer: Phương pháp này sử dụng pyranometer để đo lượng bức xạ mặt trời mà bề mặt trái đất nhận được. Pyranometer là một thiết bị đo bức xạ mặt trời.

• Phương pháp radiometer: Phương pháp này sử dụng máy đo lường để đo lượng bức xạ từ trái đất đến không gian. Radiometer là một thiết bị đo bức xạ hồng ngoại.

• Phương pháp vệ tinh: Phương pháp này sử dụng các vệ tinh để đo bức xạ mặt trời và bức xạ từ trái đất đến không gian. Vệ tinh có thể thu thập dữ liệu từ không gian, từ đó có thể ước tính cân bằng bức xạ.

Xem thêm:

1. Ứng dụng khỉ – Ứng dụng học tập giúp trẻ phát triển toàn diện về tư duy và ngôn ngữ
2. Bức xạ điện từ là gì? Khái niệm, đặc điểm, phân loại và ứng dụng thực tế

Làm thế nào để chọn một phương pháp đo lường là những gì phụ thuộc vào mục đích của phép đo. Nếu mục đích là để đo cân bằng bức xạ tại một điểm cụ thể trên trái đất, nhiệt kế hoặc pyranometer có thể được sử dụng. Nếu mục đích là để đo lường sự cân bằng bức xạ rộng rãi, đài phát thanh hoặc vệ tinh có thể được sử dụng.

Vì vậy, bài viết này đã giúp bạn trả lời các câu hỏi về sự cân bằng của bức xạ, đó là cách đơn giản nhất để hiểu. Đồng thời, chúng tôi cũng cung cấp cho bạn thông tin về công thức, vai trò và phương pháp đo cân bằng bức xạ. Hy vọng rằng kiến ​​thức trên sẽ giúp bạn. Cảm ơn bạn rất nhiều vì đã xem!