Forsøg: paa en Beregning af Solstraalernes Varmeevne.

Opstiller man det Tankeeksperiment, at alle Steder paa Jordkloden idelig modtog kun lodrette Solstraaler hele Døgnet igennem, kan det antages, at alle Punkter paa Jordkloden vilde modtage den samme Varme, som fremkommer i de stærkest solbeskinnede Egne i Troperne, naar Solen staar lodret over dem.

Den aarlige Middeltemperatur i Troperne kan vel sættes til ca. 35" C., men under den fremsatte Antagelse vilde den blive endnu en Del højere, thi ogsaa i Troperne fremtræder de Forhold, der forhindrer den lodrette Bestraaling, og som er dels den skraa Stilling, hvori Solstraalerne som oftest naar Jordfladen, og dels Himlens Bedækning med Skyer, der hindrer Solstraalerne i at naa Jordfladen.

Hvad Straalernes skraa Stilling angaar, da lærer Erfaring,
at de afgiver mindre og mindre Varme, jo mere skraat de
træffer Jordfladen.

Dette synes at kunne anskueliggøres ved at betragte Forholdet ved et Fladerum f. Eks. af en Kvadratsmeters Størrelse. Belys den en Tid af lodrette og en anden Tid af skraa Solstraaler, vil den Flade, som i et og samme Tidsrum bestraales, ved lodret Bestraaling blive en Kvadratmeter, men ved skraa Bestraaling blive større og desto større jo mere skraat Straalerne falder

ind paa den. Det vil sige, at jo mere Straalerne falder ind saaledes, desto flere falder ud over Fladen af en Kvadratmeters Størrelse, og desto mere gaar i samme Tidsrum tabt for den.

Naar Solen ved Middagstid staar lodret over Krebsens Vendekreds, vil Straalernes Afvigelse fra den lodrette Linie paa den n. Halvkugle uden for Troperne være l — a, naar l betyder Stedets Bredde og a den Vinkel 23° 27' 34", som Jordens Akse danner med Ekliptika. Ved Jævndøgnstid vil Vinklen være lig l, og ved Middagstid den 21. December, naar Solen staar lodret over Stenbukkens Vendekreds, vil Afvigelsen værer l -f- a.

I Troperne er Forholdet anderledes. Her bliver Afvigelsen fra den lodrette Linie den 21. Juni a — l paa den n. Halvkugle, ved Jævndøgn som før l og den 21. December a -f- l, omvendt for Steder paa den s. Halvkugle. Afvigelserne kan saaledes blive ret betydelige for Steder, beliggende paa Vendekredsen endog naa 46 ° 55' 8" eller mere end den paa de gunstigste Tider er i nogle af de tempererede Zoner.

For København, hvis Bredde l er 55° 41' 14", vil Afvigelsen fra den lodrette Linie blive den 21. Juni Middag 32° 13' 40", ved Jævndøgn Middag 55° 41' 14" og den 21. December Middag 79° 8' 48".

Sættes Intensiteten af Solstraalerne ved lodret Bestraaling lig l, synes der at kunne søges et Maal for Intensiteten ved en skraa Bestraaling i Sinus af Komplimentsvinklen til Afvigelsen, idet denne bliver mindre og mindre i samme Forhold, som Straalerne bliver mere og mere skraa.

Dette Maal vil for København den 21. Juni Middag være sin 57° 46' 20" eller 0,8459, ved Jævndøgn Middag sin 34° 18' 46" eller 0,5637, den 21. December Middag sin 10° 51' 12" eller 0,1883.

Middeltallet af disse Værdier, naar Værdien for Jævndøgn
regnes dobbelt, bliver 0,5404.

l Løbet af et helt Aar ved Middagstid vil den Del af Intensiteten, som vilde opnaas ad er lodret Bestraaling, altsaa nu blive omtrent det halve ved den skraa Bestraaling, og den Temperatur, der vilde svare hertil, vilde da være, naar der blot regnes med 35 ° G. i Tropernes mest solbeskinnede Egne, blive 18,9° G.

Hertil kommer endnu, da der kun er beregnet Aftageisen for Intensiteten ved Middagstid, den yderligere Aftagen, som skyldes Solens lavere Stilling mellem Morgen og Middag og mellem Middag og Aften. Denne Aftagen vil dog være nogenlunde den samme her og i Troperne, og der behøves derfor ikke at tages Hensyn til den.

Træffer Solstraalerne ikke den ideale Jordoverflade, men Flader, som danner en Vinkel med denne, saasom i Bjærgegne, forandrer Afvigelsesvinklen sig i Forholdet hertil, og slige Flader kan jo endog danne en saadan Vinkel, at deres Bestraaling bliver lodret; deraf den større Varme, som ofte gør sig gældende paa Bjærgvæggenes Sider og i Bjærgdale. Lignende foregaar ogsaa i Bygninger, hvis Sider jo staar lodrette paa den plane Jordoverflade, men alt dette kan forbigaas i denne Betragtning.

Den anden Aarsag til Afvigelsen i Virkningen af Solstraalerne, er den kortere eller længere Tid, i hvilken de paa det enkelte Sted kan komme til at indvirke paa Jordoverfladen, og dette er afhængig dels af Stedets Beliggenhed og dels af Skydannelserne. Selve Skyerne modtager kun en ringe Mængde af Varme, og den, de modtager, straales atter tilbage i Verdensrummet eller gaar tabt ved at opløse Vanddampene i Skyerne. Skyerne afgiver saaledes ingen væsentlig Varme til Jordoverfladen. De hindrer kun Solstraalerne i at naa denne, men indskrænker dog tillige Varmeudstraalingen af denne.

Den hele Tid, i hvilken Solen er over Horisonten i København Aaret rundt, er ca. 4600 *. Ifølge lagttagelser i Aarene 1903 til 1917 er gennemsnitlig Antallet af Timer, hvor Skydannelser ikke forhindrer Solen i at skinne, dog kun 1371* 35 m.

Af den Varmemængde, Jorden her kunde opnaa, hvis den var stadig solbeskinnet, bliver altsaa kun 3^4 eller ca. 2/? den virkende. Derved vilde altsaa den foran fremsatte Frembringelse af en Temperatur af 18,9° G. blive forringet til 5,4°.

Middeltemperaturen for hele Aaret er i København 7,4 °. At den er større end de her beregnede 5,4 ° følger allerede deraf, at den for Troperne antagne Temperatur af 35 ° C. er betydelig mindre, end den vilde være ved en stadig Bestraaling alene af lodrette Straaler, og at det er übekendt, hvor meget Skydannelserne i Tropernes mest solbeskinnede Egne hindrer Solstraalerne i at naa Jorden.

Aarstemperaturen i Troperne kan, hvis Solstraalerne traf Jordens Overflade lodret hele Dagen, anslaas til at være omtrent det dobbelte af de foran ved Beregningen antagne 35 ° C. Gaar man ud fra dette Tal, vilde ogsaa det nys angivne Resultat blive 10,8°. Overskudet imod den virkelige Temperatur af 7,4 ° eller 3,4 ° vilde da repræsentere Udstraalingen fra den solbeskinnede Jord i de ikke solbeskinnede Timer, altsaa om Natten og i de skydækkede Timer om Dagen.