Segrevanje in ohlajanje Zemljinega ozračja Od podnebnih elementov človek najbolj neposredno občuti temperaturo, ki se ji (z obleko, zračenjem prostorov ipd.) nenehno prilagaja. Ljudje na prostem jasno zaznavajo temperaturo okoliškega zraka, pri čemer pa običajno ne razmišljajo, zakaj je zrak okoli njih sploh topel ali hladen. Da bi lahko to razumeli, moramo najprej spoznati pojem sevanje ali radiacija. Vsako sevanje je elektromagnetno valovanje. Seva vsako telo, vendar je valovna dolžina sevanja pri različno toplih telesih različna. Sonce, ki je zelo vroče, oddaja kratkovalovno sevanje. Naše oko vidi vidni del spektra tega sevanja. Hladna telesa, na primer Zemljino površje, oddajajo dolgovalovno sevanje, ki ga oko ne zazna. Vidna in nevidna svetloba Naše oko je sposobno zaznati le vidni spekter sončnega sevanja (vidno svetlobo), ne pa tudi zelo kratkih valov ultravijoličnega in dolgih valov infrardečega sevanja. Čeprav nevarnih ultravijoličnih žarkov (v gorah, na plaži) ne vidimo, jih pa še kako občutimo na svoji koži, ki jo žarki opečejo. Dolgovalovno infrardeče sevanje, ki je za naše oko nevidno, zaznavajo posebne naprave (varnostne kamere, posebni daljnogledi ipd.), ki infrardečo svetlobo pretvorijo v vidno sliko. Uporabo teh naprav največkrat vidimo v akcijskih filmih.
Nočni posnetek ljudi z infrardečo kamero
Ljudje se večinoma ne zavedajo, da se ozračje ne segreva neposredno od Sonca, ampak posredno prek segretega Zemljinega površja. Kratkovalovno sevanje Sonca mora najprej prodreti skozi ozračje do Zemljinega površja, šele segreto površje pa potem oddaja dolgovalovno sevanje, ki dejansko segreje ozračje. Skozi ozračje se ne prebije celotno sončno sevanje, ampak le približno polovica. Del sevanja se namreč od oblakov odbije nazaj v vesolje, del ga ozračje absorbira (vpije), del pa se razprši. Zemljino površje se tudi ne segreva povsod enako. Svetle površine (sneg, bele fasade idr.) večino sevanja odbijejo nazaj v vesolje in površje se tam le malo segreje. Temne površine (asfalt, morje idr.) pa absorbirajo večino sevanja, zato se veliko bolj segrejejo. Pojav imenujemo absorpcija. Zdaj bomo tudi razumeli, zakaj se »belo« površje 86 | PODNEBJE
Močan odboj in majhna absorpcija na zasneženih površinah
Ker se mora najprej segreti površje, se ozračje segreje z določenim zamikom. Površje prejme največ sončnega sevanja opoldne, ko je kot, pod katerim padajo sončni žarki na površje, največji, ozračje pa se najbolj segreje med 14. in 16. uro. Planinci dobro vedo, da v gorah ni najhladneje ponoči, ampak ob sončnem vzhodu, ko je nebo že precej svetlo, sončni žarki pa še niso segreli površja. Ko sonce zvečer zaide, temperature ne padejo v hipu, ampak se ozračje ohlaja dalj časa, saj še naprej prejema nekaj dolgovalovnega sevanja površja. Časovni zamik med največjo količino prejetega sončnega sevanja in najvišjo temperaturo pa se ne zgodi le čez dan, ampak tudi čez leto. Zemljino površje prejme največ sončnega sevanja v času poletnega solsticija, na severni polobli je to 21. junija, ozračje pa se v povprečju najbolj segreje šele julija (v celinskem podnebju) ali celo avgusta (v oceanskem podnebju in visokogorju). Navedene zakonitosti veljajo za segrevanje zraka v prostem ozračju, v rastlinjaku ali drugem zaprtem prostoru (npr. v avtu) pa to poteka drugače. Tam nastopi učinek tople grede. Kratkovalovno sončno sevanje lahko skozi steklo nemoteno prodre v notranjost rastlinjaka. Njegove notranje površine absorbirajo to sevanje, se segrejejo in začnejo oddajati dolgovalovno sevanje, ki pa skozi šipe ne more več ven. Notranjost rastlinjaka se zato močno segreje. Takšen učinek pretvarjanja kratkovalovnega sevanja v dolgovalovno izrabljajo vrtnarji, ki v segretih rastlinjakih tudi v hladnih mesecih pridelujejo zelenjavo in cvetje. Poenostavljeno rečeno, se nekaj podobnega dogaja tudi na našem planetu. Pred začetkom industrijske dobe je med prejetim kratkovalovnim sevanjem Sonca in nazaj v vesolje oddanim dolgovalovnim sevanjem površja vladalo ravnotežje.
Močna absorpcija in majhen odboj na temnem morju
najvišja temperatura temperatura
Temperatura zraka in zračna vlaga
zaledenele Antarktike kljub večmesečnemu obsevanju v času polarnega dne skoraj ne segreva in zakaj ljudje v vročih krajih (npr. v Sredozemlju) radi gradijo povsem bele hiše. S tem namreč dosežejo, da se sončno sevanje po večini odbija nazaj v ozračje. Prav tako bomo tudi razumeli, zakaj se mestne ulice zaradi temnega asfalta tako močno segrejejo.
najnižja temperatura
sončno sevanje
D RA ELO ZL VN IČI A CA
1. Kaj je vremenska karta? 2. Zakaj je delež vlage v zraku lahko enkrat na primer pod 0,01 %, drugič pa nad 1,5 %? 3. Pojdi na spletno stran ARSO in razišči, katere podatke o vremenu boš lahko tam našel.
A VN A LO ČIC DE AZLI R
Klimatske naprave so omogočile, da so vroča polpuščavska območja na jugozahodu ZDA postala mnogo privlačnejša za poselitev (Arizona).
Podnebje je eden najpomembnejših dejavnikov človekove poselitve na Zemlji. Največje zgostitve prebivalstva na svetu so v povezavi z nekaterimi drugimi dejavniki (npr. rudnim bogastvom) nastale prav na območjih ugodnega podnebja za človeka v subtropskem in zmerno toplem pasu. Z razvojem sodobnih naprav (npr. klimatskih) so za poselitev postala privlačna tudi območja, ki so prej veljala za prevroča ali drugače manj primerna. Podnebje že od pradavnine vpliva tudi na človekovo gospodarstvo. Najtesneje so s podnebnimi razmerami povezane različne oblike kmetijstva.
12
2
4
6 8 sončni vzhod
10
12 2 poldne
4
6 8 sončni zahod
10
12
sončno sevanje temperatura zraka
Najnižja temperatura zraka je ob sončnem vzhodu. Prejeto sončno sevanje od tedaj narašča vse do poldneva, ko doseže višek, potem pa upada. Temperatura zraka temu sledi z zamikom – najvišja je med 14. in 16. uro.
Kratkovalovno sončno sevanje skozi šipe nemoteno vstopa v rastlinjak. Notranje površine se segrejejo in oddajajo dolgovalovno sevanje, ki ga šipe zadržijo. V rastlinjaku je temperatura precej višja kot v okolici.
PODNEBJE | 87