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6.5: Das Sonnenspektrum - Geowissenschaften


Die Sonne emittiert Strahlung von Röntgenstrahlen bis hin zu Radiowellen, aber die Bestrahlungsstärke der Sonnenstrahlung hat ihren Höhepunkt im sichtbaren Wellenlängenbereich (siehe Abbildung unten). Übliche Einheiten der Einstrahlung sind Joule pro Sekunde pro m2 der beleuchteten Oberfläche pro nm Wellenlänge (z. B. zwischen 300 nm und 301 nm) oder W m–2 nm–1 für das folgende Grundstück. Diese Einheiten sind die Einheiten der spektralen Bestrahlungsstärke, die auch einfach Bestrahlungsstärke genannt wird, jedoch in Abhängigkeit von der Wellenlänge.

Um die Gesamtbestrahlungsstärke in Einheiten von W m . zu erhalten–2, sollte die spektrale Bestrahlungsstärke über alle Wellenlängen integriert werden.

Beachten Sie Folgendes für das Sonnenspektrum:

  • Etwa die Hälfte der Energie liegt im sichtbaren Wellenlängenbereich unter 0,7 µm. Wir können dies durch eine schnelle Integration feststellen.
  • Ö3 und O2 absorbieren einen Großteil der UV-Strahlung unterhalb von 300 nm hoch in der Atmosphäre.
  • Etwa 70 % der sichtbaren Strahlung reichen bis auf Meereshöhe.
  • Ö3 absorbiert ein wenig der sichtbaren Strahlung.
  • Ein erheblicher Teil der sichtbaren Strahlung wird von Wolken und Aerosolen gestreut. Ein Teil wird zurück in den Weltraum reflektiert, so dass dieser Teil niemals Energie im Erdsystem ablagert.
  • Es gibt große Wellenlängenbänder, in denen Wasserdampf, CO2, und O3Infrarotstrahlung absorbieren.

Bei Sonnenwellenlängen, bei denen das Absorptionsvermögen hoch ist, ist die Sonneneinstrahlung auf Meereshöhe gering. Beachten Sie, dass die großen Absorber der Infrarotstrahlung Wasserdampf, Kohlendioxid und Ozon sind.