Ugrás a tartalomhoz

Az éghajlatváltozás okai és következményei

Gelencsér András, Molnár Ágnes, Imre Kornélia (2012)

Pannon Egyetem

2.2 Az elektromágneses sugárzási spektrum

2.2 Az elektromágneses sugárzási spektrum

Az elektromágneses sugárzási spektrum a 2.2. ábrán látható. Az ábra szemléletesen mutatja be, hogy az elektromágneses sugárzás hullámhossza és a fotonok energiája széles tartományt fed le. A hullámhossz a nanométerektől (vagy annál is kisebbektől) a kilométerekig terjed, 15 nagyságrenden belül változik. A fotonok energiája is jelentősen változik, de természetesen „fordított irányban”. Jól megfigyelhető, hogy a legkisebb hullámhosszhoz tartozik a legnagyobb energia. Amikor az elektromágneses sugárzásról beszélünk, gyakran nem egyes hullámhosszakat, vagy hullámhossz tartományokat említünk, hanem e tartományok hagyományos elnevezéseit alkalmazzuk. A hullámhossz csökkenésével és az energia növekedésével sorrendben megkülönböztetünk: rádió- és mikrohullámokat, infravörös (infrared, IR), látható, ultraibolya (ultraviolet, UV) sugárzást, röntgen- és gammasugárzást. Végül, említhetjük az ábrán már nem szereplő kozmikus sugárzást is (ennek hullámhossza kisebb, mint 1 nm, és nagyon nagy energiájú fotonokat képvisel).

2.2. ábra - Az elektromágneses spektrum (az Oxford University Press engedélyével http://sciencecity.oupchina.com.hk/npaw/student/glossary/electromagnetic_spectrum.htm).

Az elektromágneses spektrum (az Oxford University Press engedélyével http://sciencecity.oupchina.com.hk/npaw/student/glossary/electromagnetic_spectrum.htm).


2.3. ábra - A Nap és a Föld energiaspektruma. A szaggatott görbék a Nap és a Föld által kisugárzott energiaspektrumot ábrázolják. A sötétebben satírozott részek a légköri elnyelés után maradt energia fluxust mutatják.

A Nap és a Föld energiaspektruma. A szaggatott görbék a Nap és a Föld által kisugárzott energiaspektrumot ábrázolják. A sötétebben satírozott részek a légköri elnyelés után maradt energia fluxust mutatják.


A Föld-légkör rendszert két fő forrás látja el energiával. Az egyik a Nap, a másik a felszín. A fenti fizikai alapelvek alapján érthető, hogy e két forrásból származó energia jellemzői (pl. hullámhossztartománya, vagy spektruma) lényegesen különbözik egymástól. A 2.3 ábrán megfigyelhető, hogy a Napból lényegesen kisebb hullámhosszú, és nagyobb energiájú sugárzás formájában érkezik az energia a Földre. Ennek oka az, hogy a Nap felszínének hőmérséklete kb. 6000 K (K: Kelvin, K = °C+273,15), míg a Földé csupán 288K (15°C). Az eltérő felszíni hőmérséklet miatt, a Napból érkező sugárzási energia a 0,5µm-es (500nm-es), míg a Föld kisugárzása 10µm-es hullámhosszon maximális (1µm=0,001mm=0,000001m). A meteorológiában Nap és a Föld energiakibocsátását rendre rövidhullámú (λ <4 µm) és hosszúhullámú (λ >4 µm) sugárzásnak nevezik.

A 2.3. ábra alapján látható, hogy a földi energiaháztartás szempontjából az ultraibolya (0,2-0,38 µm), a látható (0,38-0,76 µm) és az infravörös (0,38-100 µm) tartományoknak van jelentős szerepe. A látható tartományban megfigyelhető (lásd 2.4. ábra), hogy a különböző hullámhosszak (λ) más-más színként (energiaként) jelennek meg. A rövidebb hullámhosszaktól a hosszabbak felé haladva, az ibolyától a vörösig jutunk el. A látható tartományba esik a Nap sugárzásának maximuma is, a λ =0,5µm a zöld színt jelenti. A Föld által kisugárzott energiát (λ =10µm) szemünkkel nem látjuk, mivel az már az infravörös tartományba tartozik, és csak az infravörös képalkotási technika alkalmazásával érzékeljük.

2.4. ábra - A látható tartomány.

A látható tartomány.