Bugetul de energie

Contabilizarea întregii energii care intră și iese din sistemul Pământului ne ajută să înțelegem de ce se încălzește planeta. Această contabilizare a energiei este cunoscută sub numele de bugetul de radiații al Pământului. Acest tip de radiații nu sunt cele provenite de la bombele atomice sau de la centralele nucleare. În schimb, este vorba de radiații electromagnetice. Este în principal lumină vizibilă și radiație infraroșie.

Diagrama de mai jos arată unde se duce energia. Numerele de pe diagramă sunt wați pe metru pătrat (W/m2 sau W-m-2). Imaginați-vă că întindeți pe sol un pătrat de un metru pe un metru. Acum măsurați câtă energie solară cade pe acel pătrat în fiecare secundă. Despre asta este vorba aici. Energia medie a luminii solare care ajunge în partea superioară a atmosferei Pământului este de aproximativ 341,3 W/m2.

Deasupra: Lumina solară care ajunge pe Pământ este în stânga. Radiația infraroșie care se îndepărtează de Pământ este în dreapta. (Imagine: K. Trenberth, J. Fasullo și J. Kiehl)

Energia care intră și iese

Mai puțin de jumătate din lumina solară care intră încălzește solul. Restul este reflectat de norii albi strălucitori sau de gheață sau este absorbit de atmosferă. Lumina solară care reușește să ajungă la sol încălzește suprafața Pământului. Pământul și oceanele calde emit radiații infraroșii (IR), pe care noi le simțim ca fiind căldură. Această radiație IR sau căldură se deplasează înapoi prin atmosferă. Cea mai mare parte a acesteia este captată de gazele cu efect de seră, împiedicându-le să plece la fel de repede cum au sosit. După un timp, radiația IR se scurge înapoi în spațiu.

În cea mai mare parte, energia care ajunge pe Pământ sub formă de lumină solară este egală cu energia care pleacă sub formă de IR. Dacă nu este așa, Pământul se încălzește sau se răcește. În ultima vreme, bugetul energetic nu a fost echilibrat. Pe măsură ce adăugăm gaze cu efect de seră în atmosferă, acestea rețin mai multă căldură în apropierea planetei și Pământul se încălzește.

Suprafața Pământului afectează contabilitatea

Multe lucruri diferite acoperă Pământul, cum ar fi solul, rocile, apa, pădurile, zăpada și nisipul. Astfel de materiale au moduri diferite de a gestiona energia solară care ajunge pe planeta noastră. Suprafețele de culoare închisă, cum ar fi oceanul și pădurile, reflectă foarte puțin din energia solară care ajunge la ele. Părțile de culoare deschisă ale suprafeței planetei, cum ar fi zăpada și gheața, reflectă aproape toată energia solară care ajunge la ele.

Cantitatea de energie reflectată de o suprafață se numește albedo. Albedo se măsoară pe o scală de la zero la unu (sau uneori ca procent).

• Cu culorile foarte închise la culoare au un albedo apropiat de zero (sau apropiat de 0%).
• Cu culorile foarte deschise la culoare au un albedo apropiat de unu (sau apropiat de 100%).

Pentru că o mare parte din suprafața terestră și oceanele sunt de culoare închisă, au un albedo scăzut. Acestea absorb o cantitate mare din energia solară care ajunge la ele, reflectând doar o mică parte din ea. Pădurile au un albedo scăzut, aproape de 0,15. Zăpada și gheața, pe de altă parte, au o culoare foarte deschisă. Ele au un albedo foarte ridicat, de până la 0,8 sau 0,9, și reflectă cea mai mare parte a energiei solare care ajunge la ele, absorbind foarte puțin.

Albedo-ul tuturor acestor suprafețe diferite combinate se numește albedo planetar. Albedo-ul planetar al Pământului este de aproximativ 0,31. Aceasta înseamnă că aproximativ o treime din energia solară care ajunge pe Pământ este reflectată în spațiu și aproximativ două treimi este absorbită. Albedo-ul Lunii este de 0,07, ceea ce înseamnă că doar 7% din energia care ajunge la ea este reflectată.

Dacă clima Pământului este mai rece și există mai multă zăpadă și gheață pe planetă, o cantitate mai mare de radiație solară este reflectată înapoi în spațiu și clima devine și mai rece. Pe de altă parte, atunci când încălzirea face ca zăpada și gheața să se topească, suprafața Pământului și oceanul de culoare mai închisă sunt expuse și mai puțină energie solară este reflectată în spațiu, provocând o încălzire și mai mare. Acest lucru este cunoscut sub numele de feedback gheață-albedo.

Numele de nori au, de asemenea, un efect important asupra albedo-ului. Aceștia au un albedo ridicat și reflectă o cantitate mare de energie solară în spațiu. Diferite tipuri de norireflectă cantități diferite de energie solară. Dacă nu ar exista nori, albedo-ul mediu al Pământului ar scădea la jumătate.

.