복사평형과 온실효과

1. 복사평형

복사에너지란 물체가 복사의 형태로 직접 방출하는 에너지이다. 지구는 태양으로부터 태양 복사에너지(solar radiation energy)를 받는다. 태양 복사에너지는 지구에서 일어나는 자연 현상의 주요 에너지원이다. 태양표면 온도는 대략 5,800로 이를 기반으로 태양 복사의 최빈파장을 계산하면 대략 로 가시광선 파장 영역에 해당한다. 이는 빈의 법칙(Wien’s law)에 따른 것이다.
그림 2. 태양복사와 지구복사의 최빈파장
그림 3. 태양 복사에너지와 지구 복사에너지

그림 4. 알루미늄 컵에 전등을 비췄을 때 온도변화 데이터
태양 복사의 최빈 파장인 500nm의 파장의 빛은 가시광선 영역대의 빛으로 태양 복사에너지 중 가장 높은 비율을 차지하는 것이 가시광선이라는 것을 알 수 있다. 반면, 지구복사에너지(terrestrial radiation energy)는 지구가 방출하는 복사에너지를 말한다. 지구 표면 온도는 대략 로 켈빈온도로 나타내면 정도이다. [그림 2]에서 보는 것처럼 온도 에서의 최빈파장은 로 이는 적외선 영역의 파장에 해당한다. 우리는 식에 나타난 빈의 법칙에 따라 온도가 높은 물체일수록 더 많은 복사에너지를 방출한다. 다음으로 [그림…