Dünya'nın enerji bütçesi

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Jump to navigation Jump to search
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 tarafından 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 yeniden 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]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

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