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Strahlung & Helligkeit

Strahlung

Die Sonnenstrahlung ist die wichtigste Energiequelle für die Erwärmung der Erdoberfläche und der Luft und somit für die Aufrechterhaltung des Lebens und für den Ablauf des Wettergeschehens. Für den Wärmeumsatz an der Erdoberfläche ist jedoch nicht nur die Sonnenstrahlung maßgebend. Vielmehr stellen sämtliche Strahlungsenergieflüsse einen Einflussfaktor dar. Diese verschiedenen Einflussgrößen lassen sich in einer Wärmebilanzgleichung zusammenfassen:

Q = S+H-RG-A-LE-W

Q = Strahlungsbilanz
S = direkte Sonnenstrahlung
H = diffuse Himmelsstrahlung
R = Reflexstrahlung von Erdoberfläche und Atmosphäre
G = langwellige Gegenstrahlung der Atmosphäre
A = langwellige Ausstrahlung der Erdoberfläche
LE = Transport latenter Wärmeenergie (Verdunstung)
W = Transport fühlbarer Wärme

Die Strahlungsbilanz Q beschreibt den strahlungsbedingten Wärmehaushalt der Erdoberfläche und wird auch als Nettostrahlung bezeichnet. Sie unterliegt erheblichen örtlichen (Bodenbeschaffenheit, Bewölkung) sowie tages- und jahreszeitlichen Schwankungen. Diese Nettostrahlung ist dann positiv, wenn die Globalstrahlung (direkte Sonnenstrahlung S + diffuse Himmelsstrahlung H) die terrestrische Ausstrahlung (A) übersteigt. Dies ist tagsüber überwiegend der Fall. Nachts dagegen ist die Strahlungsbilanz immer negativ.

Dem von der Erdoberfläche durch Absorption der Globalstrahlung eingenommenen Energiebetrag muss im Gleichgewichtsfall eine entsprechende Energieabgabe gegenüberstehen. Dies erfolgt durch die Ausstrahlung der Erde, durch Verdunstung von Wasser (latente Energie LE) und durch den Transport fühlbarer Wärme (W).

Das Verhältnis der diffus reflektierten zur einfallenden Sonnenstrahlung wird als Albedo (Reflexionsvermögen) bezeichnet.

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