Globaler mittlerer Energiehaushalt der Erde

Hensch · Anmeldungsdatum: 14.08.2013 Beiträge: 6

Zu den globalen (mittleren) Energiehaushalt der Erde gibt es Darstellungen wie z.B. von Trenberth (2009). Dort wird für die von der Erdoberfläche ausgesandte langwellige Strahlung ein Wert von 396 W/m² (nach anderen Quellen 385 bis 399 W/m²) angegeben. Ein schwarzer Körper strahlt bei der inzwischen weitgehend akzeptierten Oberflächentemperatur von 287.15 K (14.0 °C) eine Leistung von 385,5 W/m² aus. Für ein breitbandiges langwelliges Emissionsvermögen von 0,95, was wohl realistischer ist, sind es nur 366,4 W/m². Irgendwie passen die Werte nicht zusammen. Ich vermute, dass das durch Ermittlung der Oberflächentemperatur (zeitlicher und flächiger Mittelwert) bedingt ist. Hier wird über die Erdoberfläche ein Gitternetz gelegt, wobei der jeweiligen Fläche eine interpolierte (über Zeit gemittelte) Temperatur zugewiesen wird. Die mittlere Temperatur ergibt sich dann aus den flächengewichteten Mittel. Führt man eine analoge Flächenmittelung und zeitliche Mittelung für die abgestrahlte Energie durch, wird nicht über T sondern T^4 gemittelt. Aus der gemittelten Energie kann man auch die Temperatur ermitteln. Die Frage ist nun, welche Temperatur ist physikalisch sinnvoll? Das setzt natürlich voraus, dass meine Überlegungen richtig sind.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041

Hensch · Anmeldungsdatum: 14.08.2013 Beiträge: 6

Trenberth (2009) gibt 398 W/mm² für die durchschnittliche Strahlung an, dies entspricht einer Temperatur von ca. 16,3 °C. Die durchschnittliche Temperatur der Erdoberfläche ermittelt als räumlicher und zeitlicher Mittelwert wird mit 14,0 ... 14,1 °C angegeben. Mit dem Unterschied hatte ich nicht gerechnet. Ich frage mich aber, welche Mittelung physikalisch sinnvoll ist. Ich würde die räumlich/zeitlich gemittelte Temperatur mehr als eine Kenngröße/Parameter ansehen.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5041