Fizikal penggal 2 : sistem atmosfera :BAJET HABA

3.4 Bahangan Suria

1. Semua tenaga radiasi matahari yang dikeluarkan dalam bentuk gelombang

    elektromagnet dan tidak memerlukan perantara atau medium.

2. Tenaga elektromagnet dibahagikan kepada panjang gelombang.Setiap jenis 

    bahangan  mempunyai panjang gelombang. Panjang gelombang ialah jarak di

    antara dua puncak gelombang dan diukur dalam unit mikron.

3. Bahangan matahari mempunyai gelombang pendek yang berukuran 0.2 – 0.4

    mikron    disebabkan suhu matahari yang tinggi iaitu kira-kira 5000◦c.

4. Hanya sebahagian kecil sahaja bahangan matahari diserap oleh permukaan bumi.

5. Radiasi ialah proses pemancaran tenaga haba yang melibatkan pemindahan tenaga dari

    badan tenaga melalui udara.

6. Bahang matahari mengandungi tiga unsur penting iaitu:

    a. Sinar ultra unggu ( ultra violet 8% ) 0.01 – 0.4 mikrometer

    b. Cahaya nampak ( visible light 47% ) 0.4 – 0.7 mikrometer

    c. Pancaran infra merah ( Infra red45% ) 0.7 – 1000 mikrometer

7. Jumlah radiasi matahari yang diserap oleh permukaan bumi dikenali sebagai

     insolasi.

8. Jarak bumi dengan matahari sejauh 150 juta kilometer menyebabkan bumi hanya

     menerima    sebahagian kecil sahaja tenaga matahari.

Bahang Bumi

1. Permukaan bumi yang menyerap bahangan suria akan menjadi panas, bahan yang

     menyerap haba akan memancarkan bahangan dan termasuklah permukaan

     bumi.Haba yang dibebaskan oleh permukaan bumi dikenali sebagai radiasi bumi

     atau bahang terrestrial.

2. Bahang yang dipancarkan oleh permukaan bumi ke atmosfera adalah

     dalambentuk gelombang panjang 4 – 100 mikron kerana suhu permukaan bumi

     yang lebih rendah daripada matahari.

3.  Kebanyakan bahang bumi dikeluarkan pada waktu malam.

3.5 Imbangan Bahangan

1. Imbangan bahangan ialah jumlah bahangan matahari yang masuk

    kepermukaanbumi melalui pelbagai proses seperti penyerakan, pantulan dan    

    penyerapan adalah sama dengan Jumlah bahangan yang dibebaskan oleh

    permukaan bumi ke atmosfera.

Proses-proses yang menentukan bajet imbangan haba dunia

1. Proses-proses yang terlibat dalam menentukan bajet haba dunia ialah penyerakan

    (Scattering), proses penyerapan ( absorbtion ) dan proses pantulan ( deflection ).

2. Proses penyerakan berlaku apabila partikel-partikel halus seperti habuk, debu dan

    gas menyerakkan pancaran  matahari ke semua arah. Sejumlah gelombang cahaya

    dibalikkan ke atmosfera dan sebahagian lagi ke permukaan bumi.

3. Proses serakan sangat dipengaruhi oleh saiz partikel yang terdapat di atmosfera

    dan panjang gelombang.gelombang pendek lebih banyak diserakkan berbanding

    dengan gelombang panjang. Ini bermakna cahaya berspektrum biru lebih banyak

    dibalikkan.

4. Langit yang bewarna biru disebabkan terdapatnya sebaran  gelombang pendek

    matahari yang berukuran 0.45 mikron.Proses sebaran ini dikenali sebagai Sebaran

    Raleigh.

5. Proses kedua yang terlibat dalam menentukan bajet haba dunia ialah proses

    penyerapan.Proses penyerapan bahangan matahari dilakukan oleh gas-gas dan     

    partikel-partikel yang terdapat dalam atmosfera. Di samping itu lapisan ozon juga

    menyerap 3%daripada bahangan matahari.Lapisan awan dan partikel-partikel

    halus menyerap 19% daripada jumlah bahang matahari.

6. Secara amnya jumlah bahangan matahari yang diserap oleh lapisan atmosfera

    ialah 22% daripada  100 % bahangan matahari. Permukaan bumi juga akan menyerap

    sejumlah  bahang matahari. 

7. Kedua-dua proses iaitu proses penyerakkan dan proses penyerapan menyebabkan

    berlakunya kehilangan sebahagian daripada bahang matahari di atmosfera.

8.  Proses ketiga dalam menentukan bajet haba dunia ialah proses pantulan. Proses

     pantulan ialah dimana bahangan matahari dibalikkan secara menegak ke

     atmosfera.Pantulan dilakukan oleh  permukaan yang cerah seperti lapisan awan

     dan permukaan air yang beku yang terdapat di bumi. Unsur terpenting yang

     membalikkan bahang matahari ke atmosfera ialah lapisan awan  yang cerah.

9 . Permukaan bumi akan membalikkan secara terus sejumlah bahangan matahari ke

     atmosfera   Jumlah pembalikan bahang matahari oleh jenis-jenis permukaan bumi

     ke atmosfera di kenali   sebagai albedo.

10.Pembalikkan bahang matahari oleh lapisan awan sebanyak 25% dan oleh

     permukaan bumi  (albedo bumi ) sebanyak 8 % menjadikan keseluruhan bahang  

     matahari yang dipantul sebanyak  33%.Proses penyerakan, pantulan dan

     penyerapan menyebabkan berlaku kehilangan 55%    daripada 100% bahang

     maatahari. Permukaan bumi hanya menerima 45% sahaja bahang matahari.   

11. Semua benda yang mengandungi dan menyerap haba akan mengeluarkan

       bahang  elektromegnet dari permukaannya. Semakin rendah suhu semakin

       panjang gelombang yang   dikeluarkan.

12.  Permukaan daratan dan lautan yang mengandungi haba yang berasal dari

       matahari akan  membebaskan tenaga ini ke atmosfera sebanyak 15 %. Proses ini

       dikenali sebagai pengaliran haba bumi.

13.  Pembebasan haba oleh permukaan bumi ke atmosfera juga dilakukan melalui

       proses sejatan Sejatan terjadi apabila terdapatnya bahangan matahari ke atas

       permukaan air di bumi.Apabila sejatan terjadi air ditukarkan kepada wap air.

       Wap air yang naik ke atmosfera membawa  bersama haba dari bumi dalam

       bentuk haba pendam ( latent heat ). Haba pendam ialah haba yang tersimpan      

       dalam wap air dan dibebaskan apabila pemeluwapan berlaku.Haba ini akan     

       dibebaskan di atmosfera apabila wap air mengalami penyejukan dan seterusnya

       mengalami proses  pemeluwapan. Jumlah haba dari bumi yang dibebaskan

       melalui haba  pendam sebanyak 20%.

14.  Pembebasan haba oleh permukaan bumi ke atmosfera juga dilakukan melalui

       pengaliran haba bumi. Permukaan bumi seperti tanah akan menyerap bahang

       matahari ke dalam jisim tanah. Haba yang tersimpan dalam jisim tanah akan

       dialirkan keluar dan dikenali sebagai pengaliran   haba bumi sebanyak 10%.  

Faktor-faktor yang mempengaruhi keseimbangan bajet  haba dunia

1. Litupan awan yang tebal bertindak menghalang dan menyekat  kemasukan

     bahangan  matahari.Di samping itu lapisan awan juga bertindak menyelerak

     bahangan matahari. Proses  penyelerakkan ini mengurangkan jumlah bahangan

    matahari yang masuk ke permukaan bumi.

2. Penipisan lapisan ozon akibat penggunaan gas cfc oleh manusia di permukaan

    bumi telah menipiskan dan membocorkan lapisan ozon. Kebocoran lapisan ozon

    membenarkan lebih  banyak sinar ultra unggu yang masuk ke permukaan bumi

   dan meningkatkan suhu bumi.

   

3. Pembebasan gas rumah hijau seperti karbon dioksida, sulfur dioksida, nitrojen

    dioksida dan   metana menyebabkan lebih banyak bahangan matahari yang masuk

    ke permukaan bumi.  Gas- gas rumah hijau bertindak sebagai lutsinar kepada

    bahangan matahari dan bersifat legap  kepada bahangan bumi.   Gas-gas ini akan

     memantulkan balik bahang bumi dan memanaskan permukaan bumi.

4. Kejadian jerebu mengurangkan penerimaan bahangan matahari yang masuk ke

    permukaan bumi. Jerebu yang terdiri daripada partikel-partikel halus terampai di

    ruang udara bertindak  memantulkan dan menyebarkan bahangan matahari dan

    seterusnya mengurangkan bahangan  matahari yang masuk ke  permukaan bumi.

5. Albedo atau kadar pembalikan bahangan matahari oleh permukaan bumi juga

    mempengaruhi   keseimbangan bajet haba dunia.Permukaan bumi yang cerah

    memantulkan lebih banyak  bahangan matahari, contohnya permukaan salji

    memantulkan 75% bahangan balik ke    atmosfera. Permukaan bumi yang gelap

    menyerap lebih banyak bahangan matahari   menyebabkan nilai albedonya  

    rendah.