Zur Berechnung von Strahlungsströmen und Temperaturänderungen in Atmosphären von beliebigem Aufbau (Q570561)

Es werden zunächst die Gesetze der diffusen Schwarzstrahlung hergeleitet und dann die durch eine Flächeneinheit in einer bestimmten Höhe in der Atmosphäre nach unten und nach oben gehenden dunklen Strahlungsströme berechnet. In diesen Strahlungsströmen, die sich aus der von der Erdoberfläche ausgehenden Schwarzstrahlung und der Eigenstrahlung des absorbierenden Wasserdampfes in der Lufthülle zusammensetzen, ist ebenso die Selektivität der Absorption wie die Richtungsverschiedenheit der Strahlung vollkommen berücksichtigt, so daß\ bei gegebener vertikaler Temperaturund Feuchteverteilung die Strahlungsströme mit ziemlicher Genauigkeit berechnet werden könnten, wenn die Strahlungskonstanten, d. h. die Absorptionskoeffizienten \(a_{\lambda }\) des Wasserdampfes, genügend genau bekannt wären. Zur praktischen Auswertung der zur Berechnung der Strahlungsströme notwendigen Quadraturen entwerfen die Verf. ein Diagramm mit den Eingängen für Strahlungsenergie (in cal cm\({}^{-2}\) min\(^{-1}\)) und Wasserdampfmenge (in cm Niederschlagswasser), die praktischer Weise statt der geometrischen Höhe als Variable eingeführt wird. Die bezifferten Temperaturkurven des Diagramms mußten, zur Ermöglichung einer genauen Konstruktion, erst einer Transformation unterworfen werden. Mit Hilfe des Strahlungspapiers lassen sich die Strahlungsströme \(U\) und \(G\) nach oben und nach unten und damit die \textit{effektive} Ausstrahlung \(S=U-G\) berechnen. Diese Größe ist deswegen wichtig, weil ihre vertikale Änderung \(\frac {\partial S}{\partial z}\) im wesentlichen die durch den Strahlungsprozeß\^^Mbewirkte Temperaturänderung, d. h. die Wärmezufuhr bzw. den Wärmeentzug, angibt. Auch die Absorption der kurzwelligen Sonnenstrahlung wird von den Verf. behandelt und die durch Absorption und Strahlung im Langwelligen und Absorption im Kurzwelligen entstehende gesamte Temperaturänderung an einem Beispiel untersucht, das die \textit{Albrecht}sche hoch gelegene Emissionsschicht deutlich erkennen läßt. (Es muß\ darauf hingewiesen werden, daß\ alle Strahlungsberechnungen, auch die mit dem sehr sorgfältig und gedankenreich konstruierten Strahlungspapier, erst dann einen Anspruch auf größere Genauigkeit erheben könne, wenn die Absorptionsverhältnisse, wie sie sich in der Atmosphäre unter niederen Drucken und Temperaturen einstellen, näher untersucht und geklärt sind. Die derzeitig für Normalverhältnisse angegebenen Strahlungskonstanten sind für diese Zwecke sicher noch nicht ausreichend. Der Referent.)