Miksei talviaurinko lämmitä niin kuin luulisi
klo 2:58 | 1.7.2011
Miksei autossa ole talvellakin paljon lämpimämpää kuin ulkona vaikka aurinko ihan yhtä lailla sinne sisälle porottaa? Miksei talojen seinät ole todella lämpimiä vaikka aurinko porottaa niihin suoraan? Miksei ihmisiä aurinko tunnu talvella juuri lämmittävän samasta syystä?
Sivut
Tuulen takia lämpö hajaantuu nopeasti, ellei peräti heti, laajemmalle alueelle kuin pelkästään siihen mihin paistaa. Vaikka auringosta paistaisi suoraa sen säteisiin nähden 90 asteen kulmassa olevaan pintaan, maapallon pinta on kuitenkin kaltevassa tasossa aurinkoon nähden talvella ja maapallon pinta saa vähemmän säteilyä auringosta. Lisäksi talvella auringon säteet joutuvat kulkemaan pidemmän matkan ilmakehässä ja niiden vaikutus maanpinnalla on siksi heikompi.
Myös tyynellä säällä Aurinko lämmittää talvella vähemmän kuin kesällä.
Jos verrataan keskipäivää helmikuussa ja kesäiltaa heinäkuussa, niin Aurinko paistaa jossain vaiheessa samalta korkeudelta. Jostain kumman syystä se kuitenkin lämmittää heinäkuussa, mutta ei helmikuussa
Siis myös kesäiltana Auringon säteet kulkevat ihan saman matkan ilmakehässä, kuin helmikuun keskipäivällä.
Koska talvella aurinko on taivaanrannan yläpuolella vain muutamia tunteja vuorokaudessa jos sitäkään. Ei matalalta paistava aurinko kovin paljoa ehdi jääkylmää autoa lämmittää.
“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams
Aloittajan kannattaa samalla pohtia, miksi pilvisenä päivänä, kun aurinko ei porota lainkaan, meidän talvessa voi olla -20 astetta ja kesällä +20. Olisiko ympäröivän ilmamassan lämpötilalla jotain merkitystä. Sehän voi olla peräisin arktisilta alueilta tai kaukaa eteläkaakosta.
Ilmamassan varaama lämpö se auttaa kesäisen ilta-auringon lämmitystehtävää verrattuna talvisen yhtä matalalla olevan päivänsäteen urakkaan.
Mutta tosiaan kesällä kun menee autoon johon on paistanut aurinko niin siellä voi olla ehkä lähemmäs 60 astetta tai enemmänkin.. vaikka ulkona olisi tyyliin 25 astetta. Talvella autossa on ihan yhtä helvetin jäistä kuin ulkonakin vaikka kuinka olisi aurinko paistanut siihen. Ei varmaan astettakaan lämpöisempää.
くそっ！
Aloittaja voisi miettiä, onko säteily ainoa vaikuttava lämmönsiirtomekanismi? Aluksi kannattaisi pohdiskella, miksi 60 watin hehkulampun säteily kuumassa saunassa tuntuu vaikuttavan paremmin kuin saman lampun säteily kylmäkellarissa.
Vanha jäärä
Et ole tehnyt riittävän tarkkoja havaintoja. Kyllä säteily vaikuttaa talvellakin. Auton päältä sulaa tai oikeastaan sublimoituu lumi ja jää jo silloin, kun ilman lämpötila pysyy koko ajan pakkasen puolella. Lisäksi auton sisälläkin on lämpimämpää päiväaikaan kuin yöaikaan, jos ulkoilman lämpötila ja tuuli pysyvät vakioina.
Vanha jäärä
Suuri osa auringon säteilytehosta jää ilmakehään. Talvella kun aurinko on matalalla, niin ilmakehää on välissä enemmän. Tuolla on erilaisia tapoja laskea auringon suuntaan oleva ilmamassa (=ilman suhteellinen massa suoraan yläpuolella olevaan eli massa, jonka auringon valo läpäisee):
http://en.wikipedia.org/wiki/Airmass
Esimerkkinä Yuongin kaavalla laskien tyypillisellä keskikesän maksimiauringonkorkeudella 50 astetta saadaan ilmamassaksi 1,31 ja vaimennukseksi 32,5%. Vastaavasti talvipäivän auringon korkeudella 10 astetta (=helmikuun alku keski-suomessa) saadaan ilmamassaksi 5,41 ja vaimennukseksi 81,2%. Säteilytehona auringon suuntaan olevalle pinnalle nuo luvut tarkoittavat 0,98 kW ja 0,27kW neliömetrille eli (suora) säteilyteho on talvella vain noin neljäsosa kesän vastaavasta.
Myös kesällä Aurinko voi olla matalalla aamulla ja illalla. Selityksesi ei kerro, miksi Aurinko lämmittää sieltä 10 asteen korkeudelta kesällä, mutta ei talvella.
P.s. huom. kirjoitan sanan Aurinko isolla aalla, koska niitä on tietääkseni vain 1.
johtuu entropiasta
Miten niin aurinko ei lämmitä talvella? Minulla on tapana talvella pysäköidä auto työpaikan parkkipaikalla niin päin, että tuulilasi on siihen suuntaan, mistä aurinko töistä lähtiessä paistaa. Tällöin minun ei tarvitse välttämättä raapia jäätä tuulilasista ollenkaan, vaikka ulkona olisi useita asteita pakkasta. Sen sijaan pilvisenä päivänä tullilasi on jäässä jo ihan pienelläkin pakkasella. Toisin sanoen aurinko lämmittää myös pakkasella.
Pääsetkö töistä keskipäivällä?
Kyllähän se vähän lämmittää, ei siitä ollut kysymyskään. Kysymys oli siitä, että se ei lämmitä niin paljoa, että ilman lämpötila nousisi plussalle.
koita nyt uskoa, että se johtuu entropiasta
No en. Entropia ei selitä tuota. Jos kerran Auringon säteilyteho riippuu sen korkeudesta horisontissa, niin miksei se sitten ole sama kesällä ja talvella?
Kannattaa muistaa, että auringon noustessa talvella kello 10.00 lämpötila ulkosalla on reilusti pakkasella. Kun viistolla säteellä on pari tuntia aikaa lämmittää ilmaa ja kiinteää materiaalia, on vaikutus muutama aste parhaassa tapauksessa (tyyni ilma).
Aiemmin mainittu kesäilta on taas päinvastaine tilanne. Silloin päivän paahde on ehtinyt lämmittää ilman ja maaperän kivineen ja rakenteineen. Niiden varaama lämpö jeesaa hyvin ilta-auringon viistoa hymyilyä.
Sivut