A felhők a napsugárzás egy részét visszaverik az űrbe. Ennek következtében kevesebb energia éri el a földet. Azonban a felhők huncutok, nemcsak ezen a módon befolyásolják az éghajlatot. Megfigyelted már, hogy az éjszaka kevésbé hideg, amikor az ég felhős? Megmagyarázzuk, hogy miért…
Ne felejtsd el, hogy valójában a napfény több részből tevődik össze, tartalmazza a látható részt (amit természetesen látunk), ultraibolya és infravörös sugárzást, melyeket az emberi szem nem lát. Néhány állat látja az UV sugárzást (például a méhek), mások az infravöröset érzékelik (a kígyók például). Mi nem látjuk az infravörös sugárzást, de hőként érzékeljük.
1. Föld az űrből. Forrás: NASA.
Az UV sugárzást az ózon réteg kiszűri, ezáltal megvéd minket a sugárzás káros hatásaitól. Ez az, amiért az ózonréteg olyan fontos. Légkör, óceánok és mindenekelőtt a felhők a napfény egy részét visszasugározzák az űrbe (a visszavert sugárzás ezen részét nevezzük albedónak). Ezért látják az űrhajósok az űrből a Földet.
A napból érkező energia körülbelül 70 %-a végül is eléri a földfelszínt, aminek többsége elnyelődik. Mint ahogy a bőrünket felmelegíti a Nap, mikor süt, ugyanígy melegíti fel a Földet is, ami utána újra infravörös sugárzást bocsát ki.
2. Ez a kép a Föld felől az űr felé visszasugározott átlagos hőeloszlást mutatja (watt per négyzetméterenkénti egységben), egy júliusi nap alatt 2000-ben. A sárga színek azt mutatják, ahonnan a legtöbb hő (kimenő sugárzás) hagyja el a légkört. A rózsaszín és a kék színek köztes értékeket mutatnak, míg a fehér szín mutatja a legalacsonyabb értékeket. A sivatagi területek sok hőt bocsátanak ki, míg a hóval és jéggel fedett Antarktisz nagyon kevés hőt bocsát ki. Forrás: NASA.
Ha minden infravörös sugárzás visszaverődés nélkül kisugárzódna az űrbe, akkor a bolygónk hőmérséklete -18°C lenne: csak a jegesmedvék lennének boldogok!
3. Kölyök jegesmedve és a mamája. Forrás: USFWS.
Felhők üvegházhatása
OuBolygónk nem olyan hideg az üvegházhatás miatt (részleteket az alsó légkör részben találsz róla), ami a vízgőznek, felhőknek és néhány gáznak köszönhető. Mi csak a felhők szerepét fogjuk most itt megmagyarázni.
A földfelszín körülbelül 50 %-t felhők borítják. Amikor a felhő elnyeli a földfelszín által kibocsátott sugárzást, annak egy részét az űr felé, míg másik részét a felszín felé sugározza vissza, ily módon melegszik a Földünk. Ezért képesek az éjszaka és a nappal közötti hőmérsékletkülönbséget csökkenteni.
A nappal folyamán a talajt a napsugarak felmelegítik. Minél kevesebb a felhő az égen, annál jobban melegszik fel földfelszín. Az éjszaka alatt, ha nincsen felhő, a Föld által kisugárzott infravörös sugárzás legnagyobb része kisugárzódik az űrbe. Az éjszaka hideg lesz. Ha az ég felhős, a sugárzás egy részét a felhők visszatartják, amit aztán a földfelszín felé visszasugároznak. Így a talaj feletti levegő hőmérséklete melegebb, mint felhő nélküli esetben lenne.
5. a) Felhőtlen éjszaka, az éjszaka hideg. Forrás: J. Gourdeau
5. b) Éjszaka felhős ég esetében. A talaj kevésbé hideg, mert a felhők az infravörös sugárzás egy részét visszaverik.
A sivatagban a hőmérséklet nagy különbséget mutat nappal és éjszaka, mert a levegő olyan száraz, hogy a hő éjszaka gyorsan kisugárzódik. Az éjszakai hőmérséklet 35°C-kal is alacsonyabb lehet, mint a nappali.
Felhők éghajlati hatása
Összefoglalva a felhők a visszasugárzott hő révén felmelegítik a Földet: ezt a "felhők üvegházhatásának" nevezzük. Ez a folyamat okozza a melegedést vagy a pozitív kényszert a Föld éghajlatában. De a felhők hűtik is a bolygónkat, a beérkező napsugárzás visszaverése révén. Az ellentétes hatású két folyamat, a felhő albedó és a felhő kényszer közötti egyenleg határozza meg, vajon egy bizonyos felhőtípus melegíteni, vagy hűteni fogja Földünket.
6. Felhőkényszer meghatározása 1985 és 1986 között. Azokon a területeken, ahol a hűtő hatást a legnagyobbtól, a sárga színtől a zöldön keresztül a kékig jelzi. Néhány területen a felhők melegedést okoznak, azokat a területeket a narancstól a piroson át a rózsaszín színig láthatod. Forrás: NASA Langley Research Center.
Magas, vékony felhők, mint a cirrusok (pehelyfelhők), hozzájárulnak a melegedéshez, amíg a hűlő hatás az alacsony, vastag stratocumulus (alacsony gomolyos rétegfelhő) felhőknél érvényesül.
Manapság a tudósok úgy gondolják, hogy a felhők globálisan csökkentik a Föld hőmérsékletét.
Annak a megértése, hogy vajon a felhők melegedést, vagy hűlést okoznak a bolygónkon, abban az esetben, ha az emberi tevékenység hatására a földi hőmérséklet növekszik, a jövő egyik fő tudományos kihívása: ha a globális hőmérséklet emelkedik, több nedvesség lesz a légkörben, ez több felhőhöz vezet: több sugárzást fognak a napsugárzásból visszaverni az űrbe, vagy többet tartanak bent a légkörben?
Az oldalról szerző: J. Gourdeau, LaMP Clermont-Ferrand, Franciaország tudományos lektor: Dr Vincent Giraud, LaMP, Franciaország készült: 2003-11-21 utolsó módosítás: 2008.10.24.
