Wieso ist die einstrahlung der sonne kurz und die ausstrahlung langwellig wieso nicht andersrum?
3 Antworten
Makroskopisch: zweiter Hauptsatz der Thermodynamik. Kurzwellige Strahlung ist energiereicher und entspricht als Schwarzkörperstrahlung einer höheren Farbtemperatur, langwellige einer geringeren Farbtemperatur. Die automatische Richtung ist immer Abkühlung.
Mikroskopisch: Reflektion ist wellenlängenabhängig im Sinn von Übergängen zwischen Energieniveaus, und es kann nicht mehr Energie rauskommen als reingegangen ist.
Physikalisch relativ einfach zu verstehen (zumindest nach Physik-Studium und ...)
Die von einem Körper abgegebene Strahlung (wirklich jeder Körper gibt thermische Strahlung ab) hängt von der Temperatur dieses Körpers ab. ===> Planck-sches Strahlungsgesetz.
Dabei führt eine höhere Temperatur des Körpers dazu, dass insgesamt mehr Strahlung abgegeben wird, und dass das Maximum dieser Strahlung zu einer Strahlung höherer Energie (= höhere Frequenz = kürzere Wellenlänge) führt.
Da die Sonne eine Temperatur von ca. 5700 Grad hat liegt ihr Strahlungsmaximum im Bereich des sichtbaren Lichts (mittlere Wellenlänge so etwa 0,7 µm).
Die Oberflächenflächentemperatur der Erde liegt bei ca. 0 °C und deshalb liegt das Strahlungsmaximum der von der Erde abgegebenen IR-Strahlung bei etwa 10 µm.
Kurzwelliges Licht ist energiereicher als langwelliges Licht.
Dass das einfallende Sonnenlicht einen Teil seiner Energie in der Atmosphäre abgibt und deshalb energieärmer wieder ins Weltall zurück strahlt, ist logisch.
Dass einfallendes Sonnenlicht auf seiner Reise durch die Atmosphäre noch an Energie gewinnt, ist eher unlogisch. Woher soll die denn bitte kommen, das hieße ja dass die Sonne die Erde abkühlt...