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Strahlungsgleichgewicht

Aus AnthroWiki
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Das Strahlungsgleichgewicht ist der Zustand, den ein abgeschlossenes System von strahlenden Körpern erreicht, wenn alle Körper die gleiche Endtemperatur angenommen haben: jeder Körper emittiert genauso viel Strahlung wie er absorbiert.

Im Fall der Beteiligung Grauer Körper am Strahlungsgleichgewicht folgt deren Wärmeabstrahlungsleistung dem erweiterten Stefan-Boltzmann-Gesetz:

P=ϵσAT4,

wobei ϵ=1 für Schwarze Körper.

Beispiel Erde

Die Strahlungsleistung der Sonne auf die Erde beträgt (näherungsweise):

P=E0πrE2=1,741017W

wobei P die Leistung darstellt, E0 die Solarkonstante und rE den Erdradius. Die hinzugezogene Fläche ist hier der Querschnitt der Erde. Zwecks Vereinfachung wird außerdem angenommen, dass keine Strahlung reflektiert wird, die Erde also ein Albedo von Null besitzt.

Für ein Temperaturgleichgewicht muss die gleiche Leistung über Schwarzkörperstrahlung abgegeben werden. Nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz gilt für die abgestrahlte Leistung eines idealen schwarzen Körpers:

T4=PσA=1,741017Wσ4πrE2T=278,5K

mit der Stefan-Boltzmann-Konstante σ und der Erdoberfläche als Fläche.

Dies entspricht einer gemittelten Erdtemperatur von 5,4C (nur durch Schwarzkörperstrahlung). Unter zusätzlicher Berücksichtigung der Albedo ergibt sich 19C Strahlungstemperatur, mit Treibhauseffekt +15C an der Erdoberfläche.

Siehe auch

Dieser Artikel basiert auf einer für AnthroWiki adaptierten Fassung des Artikels Strahlungsgleichgewicht aus der freien Enzyklopädie de.wikipedia.org und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution/Share Alike. In Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.