Formel für den Einfallswinkel des Sonnenlichts. Sonnenstrahlung

Es ist sehr wichtig, das Maximum herauszuholen Ausrichtung und Winkel des Kollektors. Um die maximale Menge zu absorbieren, muss die Ebene des Sonnenkollektors immer senkrecht zur Sonneneinstrahlung stehen. Allerdings scheint die Sonne je nach Tages- und Jahreszeit auf die Erdoberfläche immer aus einem anderen Winkel. Daher ist es für die Installation von Solarkollektoren notwendig, die optimale Ausrichtung im Raum zu kennen. Zur Beurteilung der optimalen Ausrichtung von Kollektoren werden die Rotation der Erde um die Sonne und um ihre Achse sowie Abstandsänderungen zur Sonne berücksichtigt. Zur Bestimmung der Position bzw. muss berücksichtigt werden grundlegende Winkelparameter:

Breitengrad des Installationsortes φ;

Stundenwinkel ω;

Sonnendeklinationswinkel δ;

Neigungswinkel zum Horizont β;

Azimut α;

Breitengrad des Installationsorts(φ) zeigt an, wie weit ein Ort nördlich oder südlich des Äquators liegt und einen Winkel von 0° bis 90° bildet, gemessen von der Äquatorebene zu einem der Pole – Nord oder Süd.

Stundenwinkel(ω) übersetzt lokal Sonnenzeit die Gradzahl, die die Sonne über den Himmel wandert. Per Definition ist der Stundenwinkel zur Mittagszeit Null. Die Erde dreht sich in einer Stunde um 15°. Morgens ist der Sonnenstand negativ, abends positiv.

Deklinationswinkel der Sonne(δ) hängt von der Rotation der Erde um die Sonne ab, da die Rotationsbahn eine elliptische Form hat und auch die Rotationsachse selbst geneigt ist, ändert sich der Winkel im Laufe des Jahres von 23,45° auf -23,45°. Der Deklinationswinkel wird zweimal im Jahr an den Tagen der Frühlings- und Herbst-Tagundnachtgleiche Null.

Die Deklination der Sonne für einen bestimmten Tag wird durch die Formel bestimmt:

Zum Horizont neigen(β) wird zwischen der horizontalen Ebene und dem Solarpanel gebildet. Beispielsweise wird bei der Montage auf einem schrägen Dach der Neigungswinkel des Kollektors durch die Steilheit der Dachneigung bestimmt.

Azimut(α) charakterisiert die Abweichung der Absorptionsebene des Kollektors von der Südrichtung, wenn der Sonnenkollektor genau nach Süden ausgerichtet ist, Azimut = 0°.

Der Einfallswinkel des Sonnenlichts auf einer beliebig ausgerichteten Oberfläche mit einem bestimmten Azimutwert α und Neigungswinkel β wird durch die Formel bestimmt:

Wenn wir in dieser Formel den Wert des Winkels β durch 0 ersetzen, erhalten wir einen Ausdruck zur Bestimmung des Einfallswinkels des Sonnenlichts auf einer horizontalen Fläche:

Die Intensität des Sonnenstrahlungsflusses für eine bestimmte Position der absorbierenden Platte im Raum wird nach folgender Formel berechnet:

Wobei J s und J d die Intensität der direkten bzw. diffusen Sonnenstrahlungsflüsse sind, die auf eine horizontale Oberfläche einfallen.

Koeffizienten der Sonnenkollektorposition für direkte und diffuse Sonnenstrahlung.

Um sicherzustellen, dass die maximale (pro Berechnungsperiode) Menge an Sonnenenergie den Absorber erreicht, wird der Kollektor in einer geneigten Position mit einem optimalen Neigungswinkel zum Horizont β montiert, der durch die Berechnungsmethode bestimmt wird und von der Periode abhängt Nutzung des Sonnensystems. Bei südlicher Ausrichtung des Kollektors gilt für ganzjährige Solaranlagen β = φ, für saisonale Solaranlagen β = φ–15°. Dann wird die Formel für saisonale Sonnensysteme die Form annehmen:

Für Ganzjahresreisende:

Mit nach Süden ausgerichteten Sonnenkollektoren, die in einem Winkel von 30° bis 65° zum Horizont montiert sind, können maximale Absorptionswerte erreicht werden. Aber auch bei gewissen Abweichungen von diesen Bedingungen kann es zu Produktionen kommen ausreichende Menge Energie. Eine Montage mit leichtem Neigungswinkel ist effektiver, wenn Sonnenkollektoren oder Solarpaneele nicht nach Süden ausgerichtet werden können.

Wenn beispielsweise Solarmodule nach Südwesten ausgerichtet sind, mit einem Azimut von 45° und einem Neigungswinkel von 30°, kann ein solches System bis zu 95 % der maximalen Sonnenstrahlung absorbieren. Oder bei einer Ausrichtung nach Osten oder Westen können bei einer Montage der Paneele in einem Winkel von 25–35° bis zu 85 % des Energieeintrags in den Kollektor sichergestellt werden. Je größer der Neigungswinkel des Kollektors ist, desto gleichmäßiger wird die der Kollektoroberfläche zugeführte Energiemenge;

Die Ausrichtung des Solarkollektors hängt häufig von der Installation des Kollektors auf dem Dach des Gebäudes ab. Daher ist es sehr wichtig, bereits in der Entwurfsphase die Möglichkeit einer optimalen Installation der Kollektoren zu berücksichtigen.

Im gleichen geografischer Punkt Zu verschiedenen Tageszeiten fallen die Sonnenstrahlen auf den Boden verschiedene Winkel. Nachdem ich diesen Winkel berechnet und gewusst habe geografische Koordinaten können Sie die astronomische Zeit genau berechnen. Auch der gegenteilige Effekt ist möglich. Mithilfe eines Chronometers, der die genaue astronomische Zeit anzeigt, können Sie einen Punkt georeferenzieren.

Du wirst brauchen

- Gnomon;
- Herrscher;
- horizontale Fläche;
- Flüssigkeitsspiegel zur Herstellung einer horizontalen Oberfläche;
- Taschenrechner;
- Tangenten- und Kotangenstabellen.

Anweisungen

Suchen Sie eine streng horizontale Fläche. Überprüfen Sie es mit einer Wasserwaage. Sie können entweder eine Blase oder ein elektronisches Gerät verwenden. Wenn Sie eine Flüssigkeitswaage verwenden, sollte sich die Blase genau in der Mitte befinden. Um die weitere Arbeit zu erleichtern, befestigen Sie ein Blatt Papier auf der Oberfläche. Verwenden Sie in diesem Fall am besten Millimeterpapier. Als horizontale Fläche können Sie eine dicke, haltbare Sperrholzplatte nehmen. Es sollten keine Vertiefungen oder Unebenheiten vorhanden sein.
Zeichnen Sie einen Punkt oder ein Kreuz auf das Millimeterpapier. Installieren Sie den Gnomon vertikal, sodass seine Achse mit Ihrer Markierung übereinstimmt. Ein Gnomon ist ein Stab oder eine Stange, die streng vertikal installiert ist. Seine Spitze hat die Form eines spitzen Kegels.
Platzieren Sie am Endpunkt des Schattens des Gnomons einen zweiten Punkt. Bezeichnen Sie ihn als Punkt A und den ersten als Punkt C. Die Höhe des Gnomons sollte Ihnen mit ausreichender Genauigkeit bekannt sein. Je größer der Gnomon, desto genauer ist das Ergebnis.
Messen Sie den Abstand von Punkt A zu Punkt C auf jede erdenkliche Weise. Stellen Sie sicher, dass die Einheiten mit der Höhe des Gnomons übereinstimmen. Rechnen Sie bei Bedarf in die bequemsten Einheiten um.
Erstellen Sie auf einem separaten Blatt Papier eine Zeichnung mit den erhaltenen Daten. Die Zeichnung sollte ein rechtwinkliges Dreieck ergeben, dessen rechter Winkel C die Position des Gnomons ist, dessen Seite CA die Länge des Schattens ist und dessen Seite CB die Höhe des Gnomons ist.
Berechnen Sie den Winkel A mithilfe von Tangens oder Kotangens mithilfe der Formel tgA=BC/AC. Bestimmen Sie den tatsächlichen Winkel, indem Sie die Tangente kennen.
Der resultierende Winkel ist der Winkel zwischen der horizontalen Fläche und dem Sonnenstrahl. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen der Senkrechten auf die Oberfläche und dem Strahl. Das heißt, er entspricht 90º-A.

Memo zur Lösung von Problemen zum Thema „Erde als Planet“ Sonnensystem»

Um Aufgaben zur Bestimmung der Höhe der Sonne über dem Horizont an verschiedenen Punkten auf derselben Parallele abzuschließen, ist es notwendig, den Mittagsmeridian anhand von Daten zur Zeit des Greenwich-Meridians zu bestimmen. Der Mittagsmeridian wird durch die Formel bestimmt:

(12 Stunden – Zeit des Greenwich-Meridians) * 15° – wenn der Meridian auf der östlichen Hemisphäre liegt;

(Die Greenwich-Meridianzeit beträgt 12 Stunden) * 15º – wenn der Meridian auf der westlichen Hemisphäre liegt.

Je näher die in der Aufgabe vorgeschlagenen Meridiane am Mittagsmeridian liegen, desto höher steht die Sonne in ihnen, desto weiter - desto niedriger.

Beispiel 1. .

Bestimmen Sie, an welchem der auf der Karte Australiens durch Buchstaben gekennzeichneten Punkte die Sonne am 21. März stehen wirdoberste über dem Horizont um 5 Uhr morgens Sonnenzeit Greenwich-Meridian. Schreiben Sie die Begründung für Ihre Antwort auf.

Antwort. Am Punkt A,

Punkt A liegt näher als andere Punkte am Mittagsmeridian (12 - 5)*15º =120º Ost.

Beispiel 2. Bestimmen Sie, an welchem der mit Buchstaben versehenen Punkte auf der Karte Nordamerikas sich die Sonne befinden wird am niedrigsten über dem Horizont um 18:00 Uhr Greenwich-Meridianzeit. Schreiben Sie Ihre Argumentation auf.

Antwort. An Punkt A (18-12)*15º =90 º

2. Aufgaben zur Bestimmung der Höhe der Sonne über dem Horizont an verschiedenen Punkten zu erledigen, die nicht auf demselben Breitengrad liegen, und wenn es einen Hinweis auf den Tag der Wintersonnenwende (22. Dezember) oder Sommersonnenwende (22. Juni) gibt, du brauchst

Denken Sie daran, dass sich die Erde gegen den Uhrzeigersinn bewegt und je weiter östlich der Punkt liegt, desto früher geht die Sonne über den Horizont.;

Analysieren Sie die Position der in der Aufgabe angegebenen Punkte relativ zu den Polarkreisen und Wendekreisen. Wenn die Frage beispielsweise den Tag 20. Dezember angibt, bedeutet dies einen Tag kurz vor der Wintersonnenwende, wenn im Gebiet nördlich des Polarkreises die Polarnacht beobachtet wird. Das heißt, je weiter nördlich der Punkt liegt, desto später geht die Sonne über den Horizont.

Bestimmen Sie, welcher der durch Buchstaben auf der Karte Nordamerikas gekennzeichneten Punkte am 20. Dezember die Sonne ist Erstens Je nach Zeit wird der Greenwich-Meridian über den Horizont steigen. Schreiben Sie Ihre Argumentation auf.

Antwort. An Punkt C.

Punkt A wird lokalisiert östlich des Punktes C, und Punkt C liegt weiter nördlich (am 20. Dezember ist die Tageslänge umso kürzer, je näher man am Nordpol liegt).

Bestimmen Sie, welche der Parallelen: 20° N, 10° N, am Äquator, 10° S oder 20° S. – Wird die maximale Tageslänge an dem Tag beobachtet, an dem sich die Erde an der in der Abbildung als Nummer 3 dargestellten Position in der Umlaufbahn befindet? Rechtfertige deine Antwort.

Antwort.Die maximale Dauer liegt auf dem Breitengrad 20 S.

Bei Punkt 3 befindet sich die Erde am Tag der Wintersonnenwende – dem 22. Dezember, bei längerem Tageslicht – auf der Südhalbkugel. Punkt A nimmt die südlichste Position ein.

Auf welcher der in der Abbildung durch Buchstaben gekennzeichneten Parallelen liegt die Dauer am 22. Dezember? Tageslichtstunden Kleinste?

4. Um die geografische Breite des Gebiets zu bestimmen, wird die Abhängigkeit des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen vom Breitengrad des Gebiets berücksichtigt. An den Tagen der Tagundnachtgleiche(21. März und 23. September), wenn die Sonnenstrahlen senkrecht auf den Äquator fallen, wird die Formel zur Bestimmung der geografischen Breite verwendet:

90 º - Einfallswinkel des Sonnenlichts = Breitengrad des Gebiets (Nord oder Süd wird durch den Schattenwurf von Objekten bestimmt).

An den Tagen der Sonnenwende (22. Juni und 22. Dezember) muss berücksichtigt werden, dass die Sonnenstrahlen vertikal (in einem Winkel von 90 °) auf den Wendekreis (23,5) fallen º N und 23,5º S). Um den Breitengrad eines Gebiets auf der beleuchteten Hemisphäre zu bestimmen (z. B. 22. Juni auf der Nordhalbkugel), wird daher die Formel verwendet:

90º- (Einfallswinkel des Sonnenlichts - 23,5º) = Breitengrad des Gebiets

Um den Breitengrad eines Gebiets auf der unbeleuchteten Hemisphäre zu bestimmen (z. B. 22. Dezember auf der Nordhalbkugel), wird die Formel verwendet:

90º - (Einfallswinkel des Sonnenlichts + 23,5º) = Breitengrad des Gebiets

Beispiel 1.

Bestimmen Sie die geografischen Koordinaten eines Punktes, wenn bekannt ist, dass an den Tagen der Tagundnachtgleiche die Mittagssonne dort in einer Höhe von 40 über dem Horizont stehtº (Der Schatten des Objekts fällt nach Norden) und die Ortszeit ist dem Greenwich-Meridian 3 Stunden voraus. Notieren Sie Ihre Berechnungen und Überlegungen

Antwort. 50ºN, 60ºE

90 º - 40 º = 50 º ( nördlicher Breitengrad , weil der Schatten von Objekten auf der Nordhalbkugel nach Norden fällt)

(12-9)x15 =60º ( ed. , weil die Ortszeit vor Greenwich liegt, was bedeutet, dass der Punkt weiter östlich liegt)

Beispiel 2.

Bestimmen Sie die geografischen Koordinaten eines Punktes in den Vereinigten Staaten, wenn bekannt ist, dass es am 21. März um 17 Uhr Sonnenzeit des Greenwich-Meridians an diesem Punkt Mittag ist und die Sonne in einer Höhe von 50° über dem Horizont steht. Schreiben Sie Ihre Argumentation auf.

Antwort. 40ºN, 75ºW

90 º -50 º =40 º ( nördlicher Breitengrad - Weil Die USA liegen auf der Nordhalbkugel)

(17h -12h)*15 = 75º (H.D., weil es drei Zeitzonen westlich vom Greenwich-Meridian liegt)

Beispiel 3.

Bestimmen Sie die geografische Breite eines Ortes, wenn bekannt ist, dass dort am 22. Juni die Mittagssonne in 35 Metern Höhe über dem Horizont stehtº nördlicher Breitengrad Notieren Sie Ihre Berechnungen.

Antwort.78,5 º nördlicher Breitengrad

90 º -(35 º -23,5 º) = 78,5 nördlicher Breitengrad.

5. Um den Meridian (geografische Länge des Gebiets) zu bestimmen, auf dem sich der Punkt befindet, muss anhand der Zeit des Greenwich-Meridians und der lokalen Sonnenzeit der Zeitunterschied zwischen ihnen bestimmt werden. Wenn es beispielsweise Mittag (12 Uhr) auf dem Greenwich-Meridian ist und die lokale Sonnenzeit am angegebenen Punkt 8 Uhr ist, beträgt die Differenz (12-8) 4 Stunden. Die Länge einer Zeitzone beträgt 15º. Um den gewünschten Meridian zu ermitteln, wird mit 4 x 15º = 60º gerechnet. Um die Hemisphäre zu bestimmen, auf der sich ein bestimmter Meridian befindet, müssen Sie bedenken, dass sich die Erde von West nach Ost (gegen den Uhrzeigersinn) dreht. Das heißt, wenn die Zeit des Greenwich-Meridians größer ist als an einem bestimmten Punkt, liegt der Punkt auf der westlichen Hemisphäre (wie im vorgeschlagenen Beispiel). Wenn die Greenwich-Meridianzeit kürzer ist als an einem bestimmten Punkt, liegt der Punkt auf der östlichen Hemisphäre.

Beispiel.

Auf welchem Meridian liegt der Punkt, wenn bekannt ist, dass zur Mittagszeit des Greenwich-Meridians die dortige Sonnenzeit 16 Stunden beträgt? Schreiben Sie Ihre Argumentation auf.

Antwort. Der Punkt liegt auf Meridian 60º ed.

16 Uhr. -12h. = 4 Stunden (Zeitunterschied)

4x15º = 60º

Östlicher Längengrad, denn am Punkt 16.00 Uhr, wenn es in Greenwich noch 12.00 Uhr ist (d. h. der Punkt liegt weiter östlich)

Die wichtigste Quelle, aus der die Erdoberfläche und die Erdatmosphäre Wärmeenergie beziehen, ist die Sonne. Es sendet eine enorme Menge Strahlungsenergie in den kosmischen Raum: Wärme, Licht, Ultraviolett. Von der Sonne ausgesendete elektromagnetische Wellen breiten sich mit einer Geschwindigkeit von 300.000 km/s aus.

Die Erwärmung der Erdoberfläche hängt vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ab. Alle Sonnenstrahlen treffen parallel zueinander auf der Erdoberfläche ein, aber da die Erde eine Kugelform hat, fallen die Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche verschiedene Bereiche seine Oberfläche in verschiedenen Winkeln. Steht die Sonne im Zenit, fallen ihre Strahlen senkrecht und die Erde erwärmt sich stärker.

Die gesamte Menge der von der Sonne gesendeten Strahlungsenergie wird als bezeichnet Sonnenstrahlung, Sie wird normalerweise in Kalorien pro Oberflächeneinheit und Jahr ausgedrückt.

Die Sonnenstrahlung bestimmt das Temperaturregime der Lufttroposphäre der Erde.

Es ist darauf hinzuweisen, dass gesamt Die Sonnenstrahlung ist mehr als zwei Milliarden Mal so groß wie die Energiemenge, die die Erde empfängt.

Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, besteht aus direkter und diffuser Strahlung.

Als Strahlung bezeichnet man Strahlung, die direkt von der Sonne in Form von direktem Sonnenlicht unter einem wolkenlosen Himmel auf die Erde gelangt gerade. Sie trägt größte Zahl Wärme und Licht. Wenn unser Planet keine Atmosphäre hätte, würde die Erdoberfläche nur direkte Strahlung erhalten.

Allerdings wird etwa ein Viertel der Sonnenstrahlung beim Durchgang durch die Atmosphäre durch Gasmoleküle und Verunreinigungen gestreut, die davon abweichen gerader Weg. Einige von ihnen erreichen die Erdoberfläche und bilden sich gestreute Sonnenstrahlung. Dank Streustrahlung dringt Licht an Stellen vor, an denen direktes Sonnenlicht (Direktstrahlung) nicht eindringt. Diese Strahlung erzeugt Tageslicht und verleiht dem Himmel Farbe.

Gesamte Sonneneinstrahlung

Alle Sonnenstrahlen erreichen die Erde gesamte Sonneneinstrahlung, also die Gesamtheit der direkten und diffusen Strahlung (Abb. 1).

Reis. 1. Gesamte Sonneneinstrahlung für das Jahr

Verteilung der Sonnenstrahlung über die Erdoberfläche

Die Sonnenstrahlung ist auf der Erde ungleichmäßig verteilt. Es kommt darauf an:

1. von der Luftdichte und Luftfeuchtigkeit – je höher sie sind, desto weniger Strahlung erhält die Erdoberfläche;

2. Abhängig von der geografischen Breite des Gebiets nimmt die Strahlungsmenge von den Polen zum Äquator zu. Die Menge der direkten Sonnenstrahlung hängt von der Länge des Weges ab, den die Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre zurücklegen. Wenn die Sonne im Zenit steht (der Einfallswinkel der Strahlen beträgt 90°), treffen ihre Strahlen auf die Erde der kürzeste Weg und geben ihre Energie intensiv an eine kleine Fläche ab. Auf der Erde geschieht dies im Band zwischen 23° N. w. und 23° S. sh., also zwischen den Tropen. Wenn man sich von dieser Zone nach Süden oder Norden entfernt, nimmt die Weglänge der Sonnenstrahlen zu, das heißt, der Winkel ihres Einfalls auf die Erdoberfläche nimmt ab. Die Strahlen beginnen unten auf die Erde zu fallen kleinerer Winkel, als würde man gleiten, nähert sich der Tangente im Bereich der Pole. Dadurch wird der gleiche Energiefluss verteilt großes Gebiet, daher nimmt die Menge der reflektierten Energie zu. So ist in der Äquatorregion, wo die Sonnenstrahlen in einem Winkel von 90° auf die Erdoberfläche fallen, die Menge der direkten Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche empfängt, höher, und je weiter wir uns den Polen nähern, desto stärker wird sie nimmt ab. Darüber hinaus hängt die Länge des Tages vom Breitengrad des Gebiets ab. andere Zeiten Jahr, das auch die Menge der Sonnenstrahlung bestimmt, die auf die Erdoberfläche gelangt;

3. aus der jährlichen und täglichen Bewegung der Erde – in den mittleren und hohen Breiten variiert der Zustrom der Sonnenstrahlung je nach Jahreszeit stark, was mit Veränderungen des Mittagsstandes der Sonne und der Tageslänge verbunden ist;

4. Von der Beschaffenheit der Erdoberfläche – je heller die Oberfläche, desto mehr Sonnenlicht reflektiert sie. Die Fähigkeit einer Oberfläche, Strahlung zu reflektieren, nennt man Albedo(vom lateinischen Weißsein). Schnee reflektiert Strahlung besonders stark (90 %), Sand schwächer (35 %) und Schwarzerde noch schwächer (4 %).

Die Erdoberfläche absorbiert Sonnenstrahlung (absorbierte Strahlung), erwärmt sich und strahlt Wärme in die Atmosphäre ab (reflektierte Strahlung). Die unteren Schichten der Atmosphäre blockieren die terrestrische Strahlung weitgehend. Die von der Erdoberfläche absorbierte Strahlung wird zur Erwärmung von Boden, Luft und Wasser verwendet.

Als Strahlung bezeichnet man den Teil der Gesamtstrahlung, der nach Reflexion und Wärmestrahlung von der Erdoberfläche übrig bleibt Strahlungsbilanz. Die Strahlungsbilanz der Erdoberfläche schwankt im Tagesverlauf und je nach Jahreszeit, im Jahresdurchschnitt jedoch positiver WertÜberall außer in den Eiswüsten Grönlands und der Antarktis. Die Strahlungsbilanz erreicht ihre Maximalwerte in niedrigen Breiten (zwischen 20° N und 20° S) – über 42*10 2 J/m 2 , bei einer Breite von etwa 60° in beiden Hemisphären sinkt sie auf 8*10 2 - 13*10 2 J/m 2.

Die Sonnenstrahlen geben bis zu 20 % ihrer Energie an die Atmosphäre ab, die sich über die gesamte Luftschicht verteilt, weshalb die dadurch verursachte Erwärmung der Luft relativ gering ist. Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche, wodurch Wärme übertragen wird atmosphärische Luft auf Kosten der Konvektion(von lat. Konvektion- Lieferung), d.h. die vertikale Bewegung der an der Erdoberfläche erhitzten Luft zu deren Ort mehr kalte Luft. Auf diese Weise erhält die Atmosphäre den größten Teil ihrer Wärme – im Durchschnitt dreimal mehr als direkt von der Sonne.

Präsenz in Kohlendioxid und Wasserdampf verhindert, dass die von der Erdoberfläche reflektierte Wärme ungehindert in den Weltraum entweichen kann. Sie kreieren Treibhauseffekt, Dadurch beträgt der Temperaturunterschied auf der Erde tagsüber nicht mehr als 15 °C. Ohne Kohlendioxid in der Atmosphäre würde sich die Erdoberfläche über Nacht um 40–50 °C abkühlen.

Aufgrund der wachsenden Größenordnung Wirtschaftstätigkeit Menschen - Verbrennung von Kohle und Öl in Wärmekraftwerken, Emissionen Industrieunternehmen, steigende Automobilemissionen – der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre steigt, was zu einer Verstärkung des Treibhauseffekts führt und den globalen Klimawandel bedroht.

Die Sonnenstrahlen treffen, nachdem sie die Atmosphäre passiert haben, auf die Erdoberfläche und erhitzen diese, was wiederum Wärme an die Atmosphäre abgibt. Dies erklärt charakteristisches Merkmal Troposphäre: Abnahme der Lufttemperatur mit der Höhe. Es gibt jedoch Fälle, in denen die höheren Schichten der Atmosphäre wärmer sind als die unteren. Dieses Phänomen nennt man Temperaturinversion(von lateinisch inversio – umdrehen).