Жылыжай әсері және ұзын толқынды сәулелену

Егер Жердің радиусы R, ал ғарыштық күнмен сәулеленудің қарқындылығы (күн тұрақтысы) S_o болса, онда Күннен алынған энергияның шамасы мынаны құрайды πR² (1 — ρ₀)S_o.

Бұл энергия Жердің ғарыш кеңістігіне тарайды сәулелік энергиясының шағылдырғыш қабілеттілігі ε=1 және Жердің орташа температурасы Т_е тең болғанда

(4.2 )

демек,

Ғарыштан бақылағанда Жер бетінің ұзын толқынды сәулеленуінің спектрлік таралуы 250 К температурадағы абсолюттік қара дененің спектрлік таралуына сәйкес келеді.

Атмосфераның сәулеленуі Жер бетімен қатар қарама-қарсы бағытта да таралады. Жердің қара денесінің сәулелендіргіш ретіндегі тиімді температурасы Жер бетінің емес, атмосфераның сыртқы қабаттары сәулелендіретін температураға баламалы.

Жер бетінің орташа температурасы 14ºС шамасын құрайды, бұл осы жағдайда инфрақызыл жылу оқшаулағыш экранның рөлін атқаратын сыртқы атмосфераның температурасынан шамамен 40ºС-қа жоғары.

Бұл температураның жоғарылауы жылыжай әсері деп аталады, өйткені бау жылыжайының шынысы да дәл осылай инфрақызыл сәулеленуді жылыжайдан сыртқа шығармайды, бірақ қысқатолқынды күнмен сәулеленуді ішке өткізеді.

Ауа толықтай дерлік мөлдір болғандықтан, Жер бетіндегі дене өзін сол сәтте қоршап тұрған ауамен емес, одан гөрі салқынырақ атмосфераның жоғарғы қабаттарымен сәулелік энергиямен алмасады.

Бұл жағдайда атмосфераның жоғарғы қабаттары аспан температурасы деп аталатын денені қоршаған ауаның T_a температурасынан төменірек T_s температуралы ерекшеленген кеңістік түрінде болады. Жүргізілген бағаларға сәйкес

(4.3)

Дегенмен, шөл далалы аудандарда T_a - T_s = 25° С дейін жетуі мүмкін.