Refredat radiativo

El refredat radiativo és el procés pel qual un cos pert calor per mig de radiació tèrmica.

L'intensitat de radiació tèrmica d'ona llarga de la Terra, des dels núvols, l'atmòsfera i la superfície.

Refredat radiativo terrestre

En el sistema de l'atmòsfera terrestre, el refredat per radiació és el procés pel que s'emet radiació d'ona llarga (infrarroja) per a equilibrar l'absorció d'energia d'ona curta (llum visible) procedent del Sol.

El mecanisme exacte pel qual la Terra pert calor és més complex de lo que a sovint es descriu. El transport per convecció del calor sensible i el transport per evaporament del calor latent són fonamentals per a eliminar la calor de la superfície i redistribuir-ho en l'atmòsfera. El transport radiativo pur és més rellevant en les capes altes atmosfèriques. La variació diürna i geogràfica afig complexitat al procés.

La circulació a gran escala de l'atmòsfera terrestre es deu a la diferència en la radiació solar absorbida per metro quadrat, ya que el Sol calfa més la Terra en la zona intertropical (principalment per factors geomètrics). La circulació atmosfèrica i oceànica redistribuïx part d'esta energia com a calor sensible i latent, tant per mig del fluix mig com a través de moles (coneguts com ciclons en l'atmòsfera). Com a conseqüència, els tròpics irradian menys energia a l'espai de la que ho farien sense circulació, mentres que els pols irradian més. No obstant, en térmens absoluts, els tròpics irradian més energia a l'espai que els pols.

Refredat superficial nocturn

El refredat radiativo és comú en nits rebujades, quan la calor es irradia a l'espai des de la superfície terrestre o des de la pell d'un observador. Este efecte és ben conegut entre els astrònoms aficionats i pot percebre's personalment en una nit sense núvols. Per a apreciar-ho, es pot comparar la sensació en mirar directament al cel nocturn rebujat durant uns segons en la d'interpondre un full de paper entre el rostre i el cel. Ya que l'espai exterior irradia a una temperatura aproximada de 3 kelvins (-270 °C) i el full de paper ho fa a uns 300 kelvins (temperatura ambiente), el paper irradia més calor cap a la cara que el propi cosmos, per lo que este últim es percep com més fret. Este efecte es veu mitigat per l'atmòsfera terrestre, especialment pel vapor d'aigua que conté, fent que la temperatura aparent del cel siga molt més càlida que la de l'espai exterior. És incorrecte afirmar que el full "bloqueja el fret" del cel nocturn; en realitat, el full irradia calor cap al rostre, de manera anàloga a com ho fa una fogata, sent la diferència que la fogata està varis centenars de graus més calent que el paper.

El mateix mecanisme de refredat radiativo pot provocar la formació de gebre o gèl negre en superfícies expostes al cel nocturn, inclús quan la temperatura ambiente no descendix per baix del punt de congelació.

Estimació de Kelvin de l'edat de la Terra

El terme refredat radiativo s'ampra generalment per a processos locals, encara que els mateixos principis s'apliquen al refredat a escala de temps geològic. Este enfocament va ser utilisat per primera volta per William Thomson (Lord Kelvin) per a estimar l'edat de la Terra, encara que el seu càlcul va ignorar la calor substancial lliberada per la desintegració radiactiva de radioisòtops, un fenomen desconegut en la seua época.

Astronomia

El refredat radiativo és una de les poques formes en que un objecte en l'espai pot lliberar energia. En particular, les nanes blanques ya no generen energia per fusió nuclear ni per contracció gravitacional, i carixen de vent solar. Per lo tant, l'únic mecanisme que modifica la seua temperatura és el refredat radiativo. Açò fa que la temperatura d'estos objectes en funció del temps siga molt predible, lo que permet als astrònoms deduir la seua edat a partir de la seua temperatura observada.