एल्बेडो और ऊर्जा संतुलन: मूल बातें और जलवायु संबंधी प्रासंगिकता

El albedo यह दृश्य प्रकाश की तरंगदैर्घ्य में परावर्तित और आपतित ऊर्जा के बीच का संबंध है, जो ग्रहों को चमकने का कारण बनता है। चूँकि ग्रहों में स्वयं ऊर्जा नहीं होती, इसलिए वे सूर्य से प्राप्त होने वाले प्रकाश का एक हिस्सा परावर्तित कर देते हैं। एल्बेडो एक स्थिर मान नहीं है और कई कारकों के अनुसार बदलता रहता है, मुख्य रूप से घटना विकिरण का झुकाव और परावर्तक सतह की प्रकृति. सरल शब्दों में कहें तो किसी सतह की परावर्तन क्षमता सीधे उसके रंग से संबंधित होती है: एक हल्का पिंड, एक गहरे रंग के पिंड की तुलना में अधिक प्रकाश को परावर्तित करता है। इस संपत्ति का जलवायु विज्ञान और जलवायु परिवर्तन के अध्ययन में महत्वपूर्ण प्रभाव है। जलवायु परिवर्तन समय के साथ।

उदाहरण के लिए, बर्फ से ढकी मिट्टी का एल्बिडो घास के मैदान की तुलना में काफी अधिक होता है। बर्फ का औसत एल्बिडो होता है 0,7, जबकि एक हरे जंगल का अल्बेडो केवल है 0,2. इसका अर्थ यह है कि बर्फ पर पड़ने वाली 70% सौर ऊर्जा अंतरिक्ष में वापस परावर्तित हो जाती है, जबकि वनों के मामले में केवल 20% ही परावर्तित होती है। ग्रह स्तर पर, पृथ्वी का औसत एल्बिडो लगभग 0,3 है, जो दर्शाता है कि लगभग 30% तक वायुमंडल में प्रवेश करने वाली सौर ऊर्जा का लगभग 10% भाग प्रत्यक्ष विकिरण के रूप में अंतरिक्ष में वापस चला जाता है। यह प्रतिशत समझने के लिए आवश्यक है ऊर्जा संतुलन जमीन से।

महाद्वीपों का ऐल्बेडो लगभग है 34% तक , जबकि महासागरों का जलस्तर 26% तक , और मध्यम और निम्न ऊंचाई वाले बादलों के बीच स्थित है 50% तक और 70% तक . अल्बेडो में ये भिन्नताएं मौलिक हैं ऊर्जा संतुलन पृथ्वी के लिए और, इसलिए, इसकी जलवायु के नियमन के लिए। एल्बेडो न केवल यह परिभाषित करता है कि प्रकाश किस प्रकार परावर्तित होता है, बल्कि इसका वैश्विक तापमान और जलवायु पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

के संदर्भ में ऊर्जा संतुलन, ग्रहों के पैमाने पर यह स्थापित है कि संतुलन शून्य के बराबर है; हालाँकि, पृथ्वी की सतह के विभिन्न क्षेत्रों में यह संतुलन स्थिर नहीं है। कुछ क्षेत्र ऐसे हैं जो उत्सर्जित ऊर्जा से अधिक ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जबकि कुछ अन्य क्षेत्र उससे अधिक ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं जो प्राप्त करते हैं। आम तौर पर, ऊर्जा संतुलन उन क्षेत्रों में अधिशेष में होता है जो बीच में स्थित हैं समांतर रेखाएं 35º और 40º. इन अक्षांशों पर ऊर्जा इनपुट और आउटपुट बराबर होते हैं, तथा इन समानताओं से आगे संतुलन अपर्याप्त हो जाता है। यह घटना निम्न से संबंधित है जलवायु परिवर्तन वैश्विक।

प्राप्त और उत्सर्जित ऊर्जा की मात्रा में भिन्नताएं महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे सीधे प्रभावित करती हैं हीटिंग o ठंडा वायु के, और विभिन्न जलवायु के वितरण और वायुमंडलीय परिसंचरण में निर्धारक कारक हैं। एल्बिडो और पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन को समझना यह विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है कि ये तत्व किस प्रकार परस्पर क्रिया करते हैं और वैश्विक जलवायु को कैसे प्रभावित करते हैं।

El वैश्विक विकिरण संतुलन यह वायुमंडल में पहुंचने वाली सौर ऊर्जा और अंतरिक्ष में खोई हुई ऊर्जा के बीच के अंतर को संदर्भित करता है। स्थिर अवस्था की स्थितियों में, ऊर्जा हानि इनपुट के बराबर होती है। तथापि, स्थानीय स्तर पर यह देखा गया है कि उच्च अक्षांशों पर विकिरणित ऊर्जा, प्राप्त ऊर्जा से अधिक होती है, तथा निम्न अक्षांशों पर इसके विपरीत होता है। इस असंतुलन की भरपाई ऊष्मा परिवहन तंत्र द्वारा की जाती है, जिसमें शामिल हैं वायुमंडलीय परिसंचरण (हवाएँ) और महासागर परिसंचरण ग्लोबल वार्मिंग के संदर्भ में.

पृथ्वी, अपने वायुमंडल की ऊपरी सीमा पर, अपेक्षाकृत स्थिर मात्रा में सौर विकिरण प्राप्त करती है, जिसका अनुमान है 2 कैलोरी/सेमी² प्रति मिनट, के नाम से जाना जाता है सौर स्थिरांक. ऊर्जा की यह मात्रा हमारे ग्रह के तापमान को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। पृथ्वी से निकलने वाले विकिरण को विभिन्न श्रेणियों में विभाजित किया जाता है:

• लघुतरंग विकिरण: विकिरण का यह रूप पृथ्वी की सतह से परावर्तित ऊर्जा के अनुरूप है, जिसमें महासागर, मिट्टी, बादल और वायुमंडल के कण शामिल हैं। एल्बिडो लगभग कितना दर्शाता है? 30% तक कुल विकिरण का, हालांकि यह मान समय और वायुमंडलीय स्थितियों के साथ भिन्न हो सकता है।
• दीर्घतरंग विकिरण: इस प्रकार का विकिरण पृथ्वी द्वारा उत्सर्जित ऊष्मीय ऊर्जा को संदर्भित करता है, जो मुख्य रूप से अवरक्त के रूप में होती है। वायुमंडल इस विकिरण का कुछ भाग अपने पास रख लेता है, जो ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान देता है तथा वैश्विक तापमान को प्रभावित करता है।

का कानून स्टीफन-बोल्ट्जमान यह स्थापित करता है कि एक कृष्णिका द्वारा विकीर्णित ऊर्जा की मात्रा, जैसा कि इस संदर्भ में पृथ्वी को माना जाता है, केल्विन में उसके तापमान की चौथी घात से संबंधित होती है। पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन का मूल्यांकन करते समय, यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि अवशोषित ऊर्जा अंतरिक्ष में वापस विकीर्णित ऊर्जा से किस प्रकार मेल खाती है। यदि पृथ्वी को उत्सर्जित ऊर्जा से अधिक ऊर्जा प्राप्त होती है तो उसका तापमान बढ़ जाएगा, जबकि यदि पृथ्वी प्राप्त ऊर्जा से अधिक ऊर्जा उत्सर्जित करती है तो उसका तापमान कम हो जाएगा। यह समझना महत्वपूर्ण है कि मनुष्य ने किस प्रकार से अपने जीवन को बदल दिया है। ऊर्जा संतुलन.

इस ऊर्जा संतुलन में वायुमंडल महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि ग्रीन हाउस गैसेंकार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन जैसे गैसें उत्सर्जित अवरक्त विकिरणों में से कुछ को रोक लेती हैं, जो ग्रह को और अधिक गर्म कर देती हैं। यह घटना समझने के लिए आवश्यक है जलवायु परिवर्तन और किस प्रकार मानवीय गतिविधियों ने इस प्राकृतिक संतुलन को बदल दिया है, यह एक ऐसा विषय है जिस पर कई अध्ययनों में गहराई से चर्चा की गई है।

El विकिरणवाला मजबूर करना बाह्य कारकों के कारण पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन में परिवर्तन को संदर्भित करता है। इसे वाट प्रति वर्ग मीटर (W/m²) में मापा जाता है और यह धनात्मक (ताप उत्पन्न करने वाला) या ऋणात्मक (शीतलन उत्पन्न करने वाला) हो सकता है। विकिरण बल को प्रभावित करने वाले कारकों में शामिल हैं:

• ग्रीनहाउस गैस सांद्रता: CO₂, CH₄ और N₂O जैसी गैसों में वृद्धि से वायुमंडल में गर्मी फंस जाती है, जिससे सकारात्मक विकिरण बल बढ़ जाता है।
• एयरोसोल स्प्रे: उनकी संरचना के आधार पर, एरोसोल में सकारात्मक या नकारात्मक विकिरण बल हो सकता है। उदाहरण के लिए, सल्फेट एरोसोल सौर विकिरण को अंतरिक्ष में वापस परावर्तित कर देते हैं, जबकि कालिख वायुमंडल को गर्म कर सकती है।
• भूमि उपयोग में परिवर्तन: वनों की कटाई जैसी गतिविधियां पृथ्वी की सतह के एल्बिडो को बदल देती हैं, जो बदले में विकिरण बल को प्रभावित करती हैं। वन क्षेत्रों को कम करने से आम तौर पर एल्बिडो में वृद्धि होती है और इसलिए इससे तापमान में कमी आ सकती है।
• सौर विविधताएँ: सौर गतिविधि में परिवर्तन भी विकिरण बल को प्रभावित करते हैं, हालांकि ये प्रभाव आमतौर पर ग्रीनहाउस गैस सांद्रता के प्रभावों की तुलना में मामूली होते हैं। ग्लोबल वार्मिंग.

El विकिरणवाला मजबूर करना यह जलवायु विज्ञान में एक केंद्रीय अवधारणा है, क्योंकि यह हमें पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन पर विभिन्न कारकों के प्रभाव को मापने की अनुमति देता है। रिपोर्ट के अनुसार आईपीसीसी2011 की तुलना में 1750 में मानवजनित विकिरण बल 2,29 W/m² था, जो ग्रीनहाउस गैस सांद्रता के कारण 1970 के बाद से तेज वृद्धि को दर्शाता है। के विकास को समझने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

यह बल जलवायु परिवर्तन के मॉडलिंग के लिए तथा यह पूर्वानुमान लगाने के लिए आवश्यक है कि ऊर्जा संतुलन में परिवर्तन भविष्य में वैश्विक तापमान को किस प्रकार प्रभावित करेगा। वर्तमान जलवायु मॉडल, विकिरण बल को जलवायु परिवर्तन के प्रभाव को समझने और कम करने के लिए एक मुख्य कारक मानते हैं।

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