Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
2.5
2.0
sichtbar
1.5
H O
2
nahes infrarot
ultra
violett
H O
1.0
2
O
3
fernes infrarot
H O
2
0.5
H O
2
H O
2
H O
2
H O
2
0
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
Wellenlänge ( m)
Abb. 6.2
Die
rot ausgezogene Kurve
zeigt die von der Sonne emittierte spektrale Intensitäts-
verteilung, die
hellrote Fläche
die auf der Erdoberfläche empfangene Verteilung. Grund für die
Veränderungen sind Moleküle (O
und H
O) mit ihren Absorptionsbanden, deren Lage ebenfalls
eingezeichnet ist
Die Erdatmosphäre enthält Gase, die die Sonnenstrahlung in bestimmten Spektralbe-
reichen besonders stark absorbieren. Die wichtigsten Gase sind
Ozon
(O
), das im ultra-
violetten Spektralbereich von
λ
, μm absorbiert, und der
Wasserdampf
(H
O), der ausgeprägte Absorptionsbanden bei den Wellenlängen
λ
=
,μmbis
λ
=
,,,,,,,
und 1,85 μm besitzt. Der mit unserem
Auge
sichtbare Spektralbereich erstreckt sich etwa
von
λ
=
, μm. Wir haben über die Wirkung der Strahlungsabsorption
durch die Erdatmosphäre bereits in Abschn.
4.5.1
gesprochen, sie bewirkt eine Verringe-
rung der von der Erdoberfläche empfangenen Sonnenintensität auf einen Wert
=
,μm bis
λ
=
I
′
⊕
=
m
−
.
W
⋅
(6.4)
Dieser Wert stellt einen räumlichen und zeitlichen Mittelwert dar, denn tatsächlich ist die
empfangene Sonnenintensität stark abhängig von dem Breitengrad auf der Erde und von
der Tages- und Jahreszeit. Die Gründe dafür sind:
1.
Die Bewegung der Erde im Raum.
Die Erde dreht sich einmal pro Tag um eine Achse durch den Erdmittelpunkt.
Die Erde bewegt sich auf einer planaren Ellipsenbahn einmal im Jahr um die Sonne.
2.
Die Orientierung der Erde im Raum.
Die Erdachse bildet einen festen Winkel von 23,5° gegen ihre Bahnnormale (
Ekliptik
).
Die Folge ist, dass jeweils nur eine Hälte der
Erde
von der
Sonne
beleuchtet wird und
dass sich die beleuchtete Fläche im Laufe eines Jahrs von Norden nach Süden und wieder
zurück vonSüden nach Nordenverschiebt. Wir haben alsoeinen Winter auf der Nordhalb-
