Earth energy Balance (Energi keseimbangan bumi)

Sumber utama energi input untuk Bumi adalah Matahari, maka suhu bumi sangat tergantung pada jumlah solar (gelombang pendek) radiasi yang diterimanya. Bumi mencerminkan sekitar 30% dari energi matahari mencapai itu [atmosfer (6%), awan (20%), dan permukaan bumi (4%)], dan menyerap 70% [suasana sisanya (16%), awan (3%), dan permukaan bumi (51%)], yang memanaskan planet ini. Namun, meskipun Bumi terus menyerap energi matahari, itu tidak terus memanas karena memancarkan radiasi gelombang panjang ke angkasa dalam keseimbangan radiasi matahari yang masuk. Ini mendinginkan planet dan itu adalah pola siklus yang menentukan keseimbangan radiasi.

Hal ini karena keseimbangan ini bahwa suhu bumi telah konstan dari waktu ke waktu. Jika salah satu komponen ini perubahan keseimbangan energi, jumlah radiasi gelombang panjang yang dipancarkan juga akan berubah dan begitu juga suhu Bumi dan akan tiba pada suatu keseimbangan radiasi baru.

Diagram di atas menunjukkan bagaimana keseimbangan energi bumi bekerja . Perhatikan bahwa ada tiga saldo yang berbeda energi ( 1 ) di bagian atas atmosfer , ( 2 ) oleh atmosfer , dan ( 3 ) oleh permukaan bumi .

( 1 ) radiasi matahari masuk di bagian atas atmosfer adalah 342 watt per meter persegi ( W/m2 ) , jumlah ini insolation yang memasuki sistem bumi dan diimbangi oleh radiasi matahari yang dipantulkan ( 107 W/m2 ) karena awan dan albedo bumi , dan radiasi gelombang panjang keluar ( 235 W/m2 ) yang merupakan radiasi infra merah kumulatif hilang ke angkasa dari permukaan bumi dan atmosfer .

( 2 ) Keseimbangan energi kedua diperoleh dalam atmosfer , yang memperoleh energi surya ( 67 W/m2 ) , radiasi permukaan ( 350 W/m2 ) , evapotranspirasi ( 78 W/m2 ) dan energi panas ( 24 W/m2 ) sebesar 519 W/m2 . Jumlah ini seimbang dengan radiasi kembali ke permukaan dari gas rumah kaca ( GRK ) di atmosfer ( 324 W/m2 ) , radiasi yang dipancarkan oleh atmosfer ke ruang angkasa ( 165 W/m2 ) , dan energi yang dipantulkan oleh awan ( 30 W / m2 ) .

( 3 ) Keseimbangan energi ketiga dan terakhir berkaitan dengan permukaan bumi yang menyerap arah insolation ( 168 W/m2 ) dan emisi gas rumah kaca dari atmosfer ( 324 W/m2 ) sebesar 492 W/m2 , yang diimbangi oleh energi meninggalkan permukaan bumi dalam bentuk energi panas ( 24 W/m2 ) , evapotranspirasi ( 78 W/m2 ) dan radiasi permukaan ( 390 W/m2 ) .

Seperti disebutkan sebelumnya , jika komponen sistem ini diubah , bumi akan datang ke keseimbangan radiasi baru . Sebagai contoh, jika semua gas rumah kaca telah dihapus dari atmosfer , yang terakhir tidak akan mampu menyerap radiasi yang dipancarkan oleh bumi dan energi yang dipancarkan oleh gas rumah kaca ( 324 W/m2 ) akan pergi ke nol dan akan secara drastis mengurangi energi yang masuk diserap oleh permukaan bumi ( 168 W/m2 sebagai lawan 492 W/m2 ) . Dengan sedikit energi datang , permukaan bumi harus memancarkan radiasi permukaan Sejalan kurang sampai kesetimbangan radiasi dipulihkan , permukaan bumi akan mendinginkan selama periode penyesuaian ini akhirnya menetap di -18 ° C , yang hitam suhu tubuh bumi .

Jadi bagaimana jika konsentrasi gas rumah kaca meningkat sebesar 50 % ? Dalam hal ini , kemampuan atmosfer untuk menjebak radiasi infra merah sangat ditingkatkan dan akan sesuai dengan peningkatan radiasi yang dipancarkan . Hal ini akan meningkatkan jumlah radiasi kembali masuk yang diserap oleh permukaan. Dengan lebih banyak energi datang , permukaan bumi harus memancarkan radiasi permukaan Sejalan lebih, sehingga pemanasan planet , sampai keseimbangan dipulihkan .