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Gleichgewicht
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In einem Gleichgewichtszustand muss die von der Sonne aufgenommene Energie notwendigerweise der Energie entsprechen, die die Erde selbst abgibt und die in den Weltraum zurückkehrt. Die erste kommt hauptsächlich als sichtbare Strahlung an, erwärmt den Planeten und sendet diese wiederum als Infrarotstrahlung über die Atmosphäre in den Weltraum zurück.
ID:(537, 0)
Equilibrio termodinámico
Bedingung
En general el calor fluye desde los objetos de mayor temperatura a los de menor evolucionando asi las temperaturas de todos los elementos involucrados.
Si uno espera un tiempo suficiente los sistemas alcanzan un equilibrio térmico, es decir cada cuerpo esta recibiendo la misma cantidad de calor como entrega a su entrono. En esta situación las temperaturas permanecen constantes en el tiempo y se habla de que el sistema esta en equilibrio termodinámico.
ID:(9976, 0)
Energiebilanz der Planetenoberfläche
Gleichung
Die Oberfläche der Erde Energie von der Sonne $I_{ev}$ und von der unteren Atmosphäre $I_b$. Diese gesamte Energie wird als $I_e$ abgestrahlt und geht durch Konvektion und Leitung als $I_d$ verloren, mit:
 $ I_{ev} - I_e - I_d + I_b =0$ |
ID:(4692, 0)
Energiebilanz der Planetenoberfläche, Detail
Gleichung
Bajo condición con de
| $$ |
la ecuación de balance con durch Leitung und Verdunstung übertragene Energie $W/m^2$, infrarot-Intensität von der Unterseite der Atmosphäre emittiert $W/m^2$, vom Boden absorbierte VIS-Intensität $W/m^2$ und von der Erde emittierte NIR-Intensität $W/m^2$
| $ I_{ev} - I_e - I_d + I_b =0$ |
se puede reescribir con la radiación VIS absorbida por la superficie con
| $ I_{esv} = a_e I_{sev} $ |
la radiación NIR recibida de la atmósfera con
| $ I_b = \epsilon \sigma T_b ^4 $ |
la perdida por calor latente y convección con
y la emisión NIR de la propia superficie con
| $ I_e = \epsilon \sigma T_e ^4 $ |
como con
| $(1- a_e )(1- \gamma_v ) I_s -( \kappa_l + \kappa_c ( T_e - T_b )) u - \sigma \epsilon T_e ^4+ \sigma \epsilon T_b ^4=0$ |
ID:(4681, 0)
Energiebilanz des unteren Teils der Atmosphäre
Gleichung
Die Energiebilanzgleichung für den unteren Teil der Atmosphäre umfasst den Erwerb von Energie durch Konvektion und Leitung, als $I_d$ bezeichnet, sowie die Strahlung von der Erdoberfläche $I_{esa}$ und von der oberen Atmosphäre $I_t$. Diese gesamte Energie wird anschließend vom unteren Teil der Atmosphäre $I_b$ sowohl in Richtung der oberen Atmosphäre als auch zur Erdoberfläche hin abgestrahlt.:
| $ I_d + I_{esa} -2 I_b + I_t =0$ |
ID:(4693, 0)
Energiebilanz des unteren Teils der Atmosphäre, Detail
Gleichung
Bajo condición con de
| $$ |
la ecuación de balance con durch Leitung und Verdunstung übertragene Energie $W/m^2$, infrarot-Intensität von der Obergrenze der Atmosphäre emittiert $W/m^2$, infrarot-Intensität von der Unterseite der Atmosphäre emittiert $W/m^2$ und nIR-Intensität, die von der Erde an die Atmosphäre abgegeben wird $W/m^2$
| $ I_d + I_{esa} -2 I_b + I_t =0$ |
se puede reescribir con la energía del calor latente y convección recibida con
la radiación NIR recibida desde la superficie de la tierra con
| $ I_{esa} = \gamma_i I_e $ |
la radiación NIR recibida desde la atmósfera superior con
| $ I_t = \epsilon \sigma T_t ^4 $ |
y la radiación emitida tanto hacia la tierra como a la atmósfera superior con
| $ I_b = \epsilon \sigma T_b ^4 $ |
con como:
| $( \kappa_l + \kappa_c ( T_e - T_b )) u -2 \sigma \epsilon T_b ^4+ \sigma \epsilon T_t ^4+(1- \gamma_i ) \sigma \epsilon T_e ^4=0$ |
ID:(4682, 0)
Energiebilanz des oberen Teils der Atmosphäre
Gleichung
Die obere Atmosphäre gewinnt Energie durch die Absorption von Sonnenenergie $I_{sa}$ und von der unteren Atmosphäre $I_b$. Anschließend wird diese Energie von der oberen Atmosphäre $I_t$ sowohl in Richtung der unteren Atmosphäre als auch in den Weltraum abgestrahlt:
| $ I_{sa} + I_b -2 I_t =0$ |
ID:(4694, 0)
Energiebilanz des oberen Teils der Atmosphäre, Detail
Gleichung
Bajo condición con de
| $$ |
la ecuación de balance con infrarot-Intensität von der Obergrenze der Atmosphäre emittiert $W/m^2$, infrarot-Intensität von der Unterseite der Atmosphäre emittiert $W/m^2$ und strahlung, die von den Wolken versunken $W/m^2$
| $ I_{sa} + I_b -2 I_t =0$ |
se puede reescribir con la radiación VIS absorbida por la atmósfera con
| $ I_{sa} =( 1 - a_a ) I_{sav} $ |
la radiación NIR recibida de la parte inferior de la atmósfera con
| $ I_b = \epsilon \sigma T_b ^4 $ |
y la radiación NIR emitida hacia la parte inferior y al espacio con
| $ I_t = \epsilon \sigma T_t ^4 $ |
como con
| $(1- a_a ) \gamma_v I_s + \sigma \epsilon T_b ^4-2 \sigma \epsilon T_t ^4=0$ |
ID:(4683, 0)
Numerische Lösung
Php
Las ecuaciones de balance radiativo
nos permiten calcular las temperaturas sobre la superficie de la tierra $T_e$, en la parte inferior de la atmosfera $T_b$ y en la parte superior $T_t$.
ID:(6866, 0)