DŁUGOFALOWE PROMIENIOWANIE ZIEMI.

Jest to niejonizujące promieniowanie elektromagnetyczne, którego długość jest dłuższa niż 4  μm. Nazywane jest także promieniowaniem termicznym, które bezpośrednio emitowane jest poprzez powierzchnię Ziemi lub też atmosferę. Jeżeli chodzi o jego propagację, to w atmosferze, jest ona zależna głównie od ilości i obecności gazów cieplarnianych, jak i własności optycznych, czy też temperatury chmur. Wyróżniamy takie rodzaje promieniowania jak:

• Promieniowanie bezpośrednie - to krótkofalowe promieniowanie rozchodzące się w linii prostej od Słońca do powierzchni Ziemi. Stanowi od 30% do 55% wartości całkowitego promieniowania co wywiera duży wpływ na ilość energii produkowanej przez kolektory słoneczne i ogniwa fotowoltaiczne. Sam udział promieniowania bezpośredniego w stosunku do całości promieniowania zmienia się w kolejnych miesiącach, największy jest występuje w okresie letnim a najmniejszy w zimowym. • Promieniowanie rozproszone, zwane również dyfuzyjnym - to promieniowanie długofalowe, powstające w wyniku załamania, odbicia i częściowego pochłaniania promieniowania bezpośredniego w atmosferze ziemskiej, co skutkuje tym, iż dociera do Ziemi bezkierunkowo. Ten typ promieniowania ma charakterystyczny niebieski kolor, niezwykle zbliżony do koloru nieba. Udział promieniowania rozproszonego w stosunku do całości zmienia się w kolejnych miesiącach. Największy udział ma w miesiącach zimowych, i osiąga 70% a najmniejszy w miesiącach letnich - 55%. • Promieniowanie odbite od powierzchni Ziemi i innych obiektów zwane jest Albedo – to takie promieniowanie, gdzie padające promienie ulegają odbiciu zgodnie z zasadą mówiącą, że kąt padania równy jest kątowi odbicia. Albedo jest stosunkiem promieniowania odbitego we wszystkich kierunkach od powierzchni Ziemi do całkowitego promieniowania docierającego ze Słońca. Albedo dla powierzchni gruntu przyjmuje wartość w granicach 0,2-0,8. Przykładowo dla traw wynosi ono 0,25, dla piasków 0,4. Górną granicę 0,8 przyjmuje się dla gruntu pokrytego świeżym śniegiem. Średnie albedo dla naszej planety wynosi 0,3. Natężeniem promieniowania (gęstością strumienia energii) nazywamy ilość energii cieplnej ( cal), jaką otrzymuje jednostka powierzchni ( cm2) ustawionej prostopadle do biegu promieni, w jednostce czasu (min). Oznaczamy je symbolem I i wyrażamy w .

Niepodważalny jest fakt,  iż podstawowym źródłem energii dla Ziemi jest Słońce. Jednak jest ona zasilana również przez czynniki takich energii, jak:

• wewnętrzna Ziemi, • pływów, • rozpadu pierwiastków promieniotwórczych, • ta, powstała ze spalania paliw kopalnianych.

Co do natężenia promieniowania słonecznego, znajduje się ono na górnej granicy atmosfery i jest nieznacznie zmienne, w stosunku odległości, jaka występuje pomiędzy Słońcem a Ziemią. Zmiana ta określana jest stałą słoneczną, która wynosi 1,382 J (cm2*s) i zmienia się ona w skali roku o ± 4%. Co najważniejsze, promieniowanie słoneczne jest to zdecydowanie rodzaj promieniowania krótkofalowego. Bardzo duża część tej energii jest pochłaniana i silnie rozpraszana, a ponadto odbijana od chmur. Gdy przejrzystość powietrza jest odpowiednia, oraz prostopadłość promieni posiada odpowiedni kąt, do Ziemi dociera aż 85% promieni słonecznych. Natomiast, przy występowaniu dużych zachmurzeń, Ziemia otrzymuje je w ilości 70%. Przede wszystkim bardzo ważna jest sama wysokość Słońca, co określa poniższa tabela:

WYSOKOŚĆ SŁOŃCA ILOŚĆ ENERGII SŁONECZNEJ DOCIERAJĄCEJ DO ZIEMI 45º 55,5% 30º 34,5% 10º 6,5%

W takim razie wnioskować można, że do Ziemi dociera 55% promieniowania słonecznego bezpośredniego, jak i tego rozproszonego. Ponad 50% zostaje całkowicie pochłonięte poprzez Ziemię, a reszta podlega odbiciu. Skutkiem pochłaniania przez Ziemie takiej dawki promieni słonecznych, tworzy źródło promieniowania cieplnego, a więc długofalowego.											Jeżeli chodzi o bilans promieniowania ziemskiego, to poprzez dłuższy okres czasu jest ono równe zeru. Jest to pozytywny fakt, ponieważ wpływa to korzystnie na stabilność średniej temperatury powietrza, znajdującego się w strefie ziemskiej. Rolę niebagatelną w kształtowaniu temperatury w dolnej części troposfery, odgrywa głównie efekt cieplarniany, którym to tak naprawdę jest przejaw promieniowania zwrotnego do atmosfery. Istotne jednak jest to, że 69%  owego promieniowania cieplarnianego powraca do powierzchni ziemskiej, które następnie odbijane jest poprzez tzw. gazy cieplarniane, mianowicie:

• parę wodną, • dwutlenek węgla, • metan, • tlenki azotu.

Niewątpliwie intensywność emisji dwutlenku węgla, jak i metanu, z określonych źródeł antropogenicznych, uważana jest za podstawowy a zarazem główny i niezwykle poważny powód globalnego ocieplenia planety. Znaczącym wskaźnikiem jest tutaj albendo, który pozwala na dokładne i wnikliwe sprawdzenie jak duża część promieniowania słonecznego pochłaniana jest przez Ziemię. Albendo, to nic innego jak stosunek natężenia promieniowania słonecznego, które odbite zostaje od powierzchni Ziemi do natężenia promieniowania, które bezpośrednio lub też pośrednio pada na ten obszar. Albedo jest całkowicie zależne od barwy podłoża, które wynosi przypuszczalnie: • śnieg (świeży) – 90 - 95%, • zielona trawa – 26%, • asfalt – 5 – 10%, • woda – 2 – 6%, • czarnoziem – 10%, • liściasty las – 10 – 20%.

W zależności od źródła, średnie albedo kuli ziemskiej, wynosi oczywiście w zależności od źródła od 30 – 49%. Tak więc wywnioskować można, że zmiana podłoża wywiera bagatelny wpływ na temperaturę powietrza, która znajduje się w dolnej troposferze. Jeżeli chodzi o średnią roczną temperaturę planety, to wynosi ona 15ºC. Gdyby Ziemia była pokryta samymi lasami, to jej temperatura wzrosłaby do 24ºC. Natomiast jeżeli jej powierzchnię stanowiłaby sama pustynia, to temperatura uplasowałaby się na poziomie 13 stopni. Pokrycie Ziemi samymi oceanami spowodowałoby wzrost temperatury do 32 stopni, ponieważ wody oceanu są ciemniejsze, a co za tym idzie albedo jest niższe. Jeżeli całą Ziemię pokryłby śnieg, temperatura uplasowałaby się na poziomie -52ºC.