Dünya'nın enerji bütçesi

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
NASA tarafından verilen ve bulutların Dünya'nın enerji bütçesine yaptığı etkiyi gösteren şematik bir resim
Güneş enerjisi gezegene yayılır ve uzaya geri ışınım yapar. (PetaWatt =1015 watt).[1]

Dünya, giren enerji kazançlarını ve çıkan enerji kayıplarını içeren bir enerji bütçesine sahip fiziksel bir sistem olarak incelenebilir. Gezegenimiz yaklaşık olarak dengededir. Girenlerin toplamı neredeyse çıkanların toplamına eşittir.

Not: Bu şematik resimler sadece net enerji transferini anlatmaktadır. Sera gazlarının etkisini veya herhangi bir değişikliği anlatmamaktadır.

Enerji bütçesi[değiştir | kaynağı değiştir]

Giren enerji[değiştir | kaynağı değiştir]

Dünya atmosferine giren toplam enerji akısı 174 x 1015 watt olarak hesaplanır. Bu enerji şunlardan meydana gelir:

  • güneş radyasyonu (% 99.978, yaklaşık 174 petawatt; ya da diğer bir deyişle 340 W m-2)
  • jeotermal enerji (% 0.013, yaklaşık 23 terawatt; ya da diğer bir deyişle 0.045 W m-2)
  • gelgit enerjisi (% 0.002, yaklaşık 3 terawatt; 0.0059 W m-2)
    • Bu enerji Dünya'nın kütlesiyle yerçekimi alanına sahip Ay ya da Güneş gibi kütlelerin etkileşimiyle üretilir .
  • fosil yakıt tüketiminden meydana gelen atık ısı (yaklaşık % 0.007, 13 terawatt; 0.025 W m-2) [1].

Bu hesaplamalarda ihmal edilmiş küçük çapta enerji kaynakları vardır: uzaydaki termal radyasyon, yıldızlardan gelen ışınlar, güneş rüzgarları. İhmal edilecek kadar küçük olmalarının bilinmesine rağmen, bu her zaman kesin değildir: Joseph Fourier ilk zamanlarda sera etkisinden bahsederken uzaydan gelen radyasyonun önemli olduğunu düşünmüştür. [2].

Çıkan enerji[değiştir | kaynağı değiştir]

Dünya'nın ortalama yansıtabilirliği 0.3'tür. Bu ise giren güneş enerjisinin %30'unun uzaya geri gönderildiği anlamına gelir. %70'i ise kızılötesi olarak emilir. Dünya'nın yansıtabilirliği aydan aya farklılık gösterir, tümünün ortalaması ise 0.3'tür. Boyutsal olarak ise çok değişkendir: Örneğin buzulların yansıtabilirliği yüksek, okyanuslarınki ise düşüktür. Jeotermal ve gelgit enerjisinin etkisi çok küçük olduğundan aşağıdaki hesaplamalarda ihmal edilmiştir.

Öyleyse %30 oranındaki yansıtılan enerji şunlardan oluşur:

Dünya'nın bulutlardan, atmosferden ve yerden yaptığı uzun dalga termal ısısal radyasyonu

Geriye kalan 70% oranındaki enerji ise emilir:

  •  %51'lik oran karalar ve sular tarafindan şu yollarla emilir:
    •  %23 atmosfere suyun buharlaşması ile gizli ısı olarak geri iletilir
    •  %7 ısınıp yükselen havayla atmosfere geri iletilir
    •  %6 doğrudan uzaya gönderilir
    •  %15 radyasyonla atmosfere iletilir, sonra uzaya saçılır
  •  %19 atmosfer ve bulutlar tarafından absorbe edilir:
    •  %16 uzaya geri saçılır
    •  %3 bulutlara iletilir

Dünya ısıl dengedeyken, % 70 emilen aynı miktar tekrardan ışıma yapar:

  •  %64 bulutlar ve atmosfer tarafından
  •  %6 yer tarafından

Antropojenik değişiklik[değiştir | kaynağı değiştir]

Sera gazları emisyonu ve karaların kullanımındaki değişiklikler gibi diğer faktörler enerji bütçesini az ama önemli derecede değiştirir. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) bu etkiyi bilindiği kadarıyla sunar. [3]. Sera gazlarından en çok miktardaki ve en iyi bilineni(CO2, CH4, halokarbonlar vb.) toplamda 2.4 W m-2 bir yükselişe neden olur. Bu miktar toplam giren güneş enerjisinin %1'inden daha azdır, fakat atmosfer ve okyanus sıcaklıklarının yükselmesine katkıda bulunur.

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynaklar[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Data to produce this graphic was taken from a NASA publication.