Strahlungsbilanz

Im System Sonne Erde gilt die Sonne als Hauptenergiequelle. Die Strahlungsenergie der Sonne hält alle Lebensprozesse auf der  Erde in Gang. Der Energiefluss von der Sonne zur Erde und dann hinaus in den Weltraum stellt ein komplexes System dar mit

  • Energieübertragung durch Strahlung (Strahlungshaushalt) und
  • Energiespeicherung und -transport von Wärme. Dies bedeutet, dass Wärmespeicherung und -transport in der gasförmigen, flüssigen u. festen Materie der Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithossphäre erfolgt (Wärmehaushalt)

Die Strahlungsbilanz setzt sich zusammen aus

  • kurzwellige Strahlung von der Sonne auf die Erde
  • langwellige Wärmestrahlung durch die Umwandlung kurzwelliger Strahlung in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche

Dies sind die beiden wichtigen Strahlungsströme.

Unter Globalstrahlung versteht man die Gesamtstrahlung, die von der Sonne auf die Erde - als horizontale Fläche gedacht - einwirkt. Diese setzt sich aus zwei Komponenten zusammen:

  • Direkte Sonnenstrahlung (Q): Sie erreicht die Erdoberfläche nur bei wolkenfreiem Himmel. Ihre Intensität ist abhängig von der Sonnenhöhe (max. bei senkrechtem Einfallwinkel)
  • Diffuse Himmelsstrahlung (D): Das Sonnenlicht, das an streufähigen Substanzen diffundiert wird.

Da die Erde Kugelgestalt besitzt, ist die Intensität der Einstrahlung je nach geographischer Breite unterschiedlich. Dies führt zur regionalen Differenzierung des globalen Strahlungshaushaltes.

Direkte Sonnenstrahlung und diffuse Himmelsstrahlung (Globalstrahlung) erleiden bei ihrem Gang durch die Atmosphäre Verluste. Demnach erreicht nicht die gesamte Energie die Erdoberfläche (Energieverlust). Dies wird in der globalen Strahlungsbilanz berücksichtigt.