Pro gradu -tutkielma Fysiikan opettajan ... - Helsinki.fi

termosfääriin. Ilman tiheys pienenee ylöspäin mentäessä suunnilleen eksponentiaalisesti.Veden höyrystyminen ja tiivistyminen sitovat ja vapauttavat lämpöenergiaa. Tuuli syntyypaine-erojen vaikutuksesta ja siihen vaikuttavat lisäksi maan pyörimisen vaikutuksestaaiheutuva Corioliskiihtyvyys, joka vaikuttaa tuulen suuntaan, sekä pinnan lähellä kitka.(Räisänen, 2004) Meri vaikuttaa ilmastoon sitomalla lämpöenergiaa, jolloin lämpötilojenmuutokset hidastuvat, sekä kuljettamalla lämpöenergiaa merivirtojen mukana. (Houghton,2004) Ilmakehään liittyviä asioita ja ilmiöiden perusfysiikkaa on tarkasteltu lähemminliitteessä A.3.3 Kasvihuoneilmiö ja muita ilmastonmuutokseen vaikuttavia tekijöitäIlmastonmuutosaiheeseen liittyvä keskeinen fysikaalinen ilmiö on kasvihuoneilmiö.Luentomonisteessa Kasvihuoneilmiö, ilmastonmuutos ja vaikutukset (Räisänen, 2008)todetaan, että maapallo vaihtaa energiaa maata ympäröivän avaruuden kanssa käytännössälähes yksinomaan säteilyn avulla. Auringon säteilystä 46 % tulee maahan näkyvänä valona ja47 % ns. lähi-infrapunasäteilynä (aallonpituus 4 m - 760 nm) (Räisänen, Heino, 2008).Tultuaan maan pinnalle valo absorboituu ja muuttuu lämmöksi. Lämmennyt maa puolestaansäteilee pidempiaaltoista lämpösäteilyä. Kun maapallolle tulevan ja poistuvan energian määrätovat yhtä suuret, maan lämpötila ei muutu. Ilmakehän vaikutusta voidaan havainnollistaatarkastelun avulla, jossa maapallon oletetaan olevan poistuvan säteilyn kannaltatasalämpöinen ja ilmakehätön kappale. Tällöin voidaan laskemalla arvioida, että ilmakehänlämmittävän vaikutuksen puuttuessa maan keskilämpötila olisi noin -19 °C. Tämä tarkasteluon esitetty liitteessä B. Jotta tulevan säteilyn kannalta voidaan huomioida mm. pilvistä,lumesta, pienhiukkasista ja pinnasta heijastuva säteily, otetaan tarkastelussa huomioonauringosta tulevan säteilyn kannalta maan albedo, eli heijastuskerroin. Maapallon mitattukeskilämpötila on kuitenkin n. 14 °C. Tämä johtuu siitä, että maahan tuleva lyhytaaltoisempisäteily läpäisee ilmakehää hyvin, kun taas maasta poistuva maanpinnan lähettämäpidempiaaltoinen lämpösäteily läpäisee ilmakehää huonosti. Hyvin yksinkertaisen mallinavulla, jossa ilmakehä oletetaan tasalämpöiseksi ja lämpösäteilyn kannalta ns. harmaaksikappaleeksi, voidaan tilannetta tulkita niin, että planeetan ilmakehä vähentää avaruuteenkarkaavan lämpösäteilyn määrää ilmakehän lämpötilan ollessa pienempi kuin planeetanlämpötilan (tämä pätee maapallon ilmakehälle).26