Radiazione a onde lunghe

Sia l’energia che arriva dal Sole che l’energia che dalla Terra viene trasferita allo spazio è radiazione del corpo nero  (un corpo nero è un oggetto che emette la massima radiazione possibile compatibile con la propria temperatura). È una proprietà di tutta la materia emettere energia radiante.

In generale, i corpi più caldi emettono più energia radiante a lunghezze d’onda più corte. Il sole è molto caldo, quindi non solo emette grandi quantità di energia radiante, ma emette anche gran parte di questa energia nella parte ultravioletta e visibile dello spettro energetico. Non solo ci riscaldiamo da questa energia, ma illumina anche il mondo per noi.

Ma anche la Terra e tutto ciò che contiene emette energia radiante. Poiché la Terra è più fredda del Sole, la sua radiazione caratteristica non è visibile, ma si trova piuttosto nella porzione infrarossa a bassa energia dello spettro. Questa energia è indicata come radiazione a onde lunghe.

Ogni sostanza emana energia radiante caratteristica della temperatura di quella sostanza.

La radiazione verso l’alto a onde lunghe, da ambienti sia rurali che urbani, dipenderà dalla temperatura media effettiva delle rispettive superfici. Se la temperatura della superficie rurale vale ad una data ora di un dato mese vale 30°C con temperatura minima notturna relativamente fresca (es. di 22°C) le temperature superficiali in ambito urbano possono raggiungere valori ben oltre i 50°C con un raffreddamento notturno posizionato a valori maggiori (es. 24 ° C).

La radiazione ROL ad onda lunga dipende dall’emissione del suolo (in particolare dipendendo dall’emissività e dello stesso suolo) e dalla radiazione verso il suolo dovuta all’atmosfera.

Secondo Swinbank (1963) in assenza di nuvole

ROL= sigma x To4 x (ea3 x To2)

essendo

sigma = 5,6710-8 [Wm-2K-4],

a3=0,9410-5 [K-2],

To = temperatura al suolo dell’atmosfera,

e = emissività.

L’emissività e in genere varia fra 0,95 e 0,98 con valori prossimi a 0,9 per suolo sabbioso secco e neve vecchia.