Der
graue Körper |
Das
Strahlungsgesetz des grauen Körpers ist eine Modifikation
des Stefan-Boltzmann Gesetzes, das eigentlich nur für
den ideal
schwarzen Körper gilt, welcher eine
Oberflächentemperatur T besitzt: ISK = T4.
Dabei ist ISK die Intensität der
abgestrahlten Leistung und wird als Stefan-Boltzmann Konstante
bezeichnet. Voraussetzung für die Gültigkeit dieses Gesetzes
ist, dass der Körper das Emissionsvermögen =1
besitzt, woraus für sein Absorptionsvermögen = 0 folgt. |
Aus dem schwarzen Körper wird ein grauer
Körper, wenn bei unveränderter Strahlungsintensität < 1,
bzw.
> 0 wird. Dann gilt das modifizierte Strahlungsgesetz IGK = ISK
= T4
bzw.
IGK = ISK = (1-) T4,
welches auch die terrestrische
Abstrahlung beschreibt. Denn die Erdoberfläche wird
von einer Gasschicht umhüllt, deren Absorptionseigenschaften
von der Gaszusammensetzung abhängt und daher veränderlich
ist. Lässt man die unveränderlichen Größen unberücksichtigt
und betrachtet allein die veränderlichen, so ergeben sich
folgende ProportionalitätenT (1-)-1/4
bzw. T -1/4
woraus unmittelbar folgt
dT/T = 1/4 d/
bzw. dT/T =
-1/4 d/ .
Das bedeutet, dass die Temperatur T des grauen
Körpers ansteigen muss, wenn sich sein
Absorptionsvermögen vergrößert oder sich sein
Emissionsvermögen verkleinert.Verantwortlich für die Absorption der terrestrischen Rückstrahlung in der Erdatmosphäre sind die Treibhausgase, von denen das wichtigste das Kohlendioxid (CO2) ist, das z.Z. mit einer Volumenkonzentration von ca. 400 ppm vorhanden ist (c = 0.00004). Wenn sich die Konzentration um den Bruchteil dc ändert, wird sich auch das Absorptionsvermögen ändern, i.e. d/ dc/c.
Strittig ist, wie groß die
Proportionalitätskonstante ist. In der Fachliteratur
wird dieses Problem unter dem Begriff Klimasensitivität behandelt, deren
Wert (je nach Model) große Schwankungen aufweist.
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