Wat komt er kijken bij een computer model van de dampkring?

Één model voor elke laag in de dampkring

In mijn vorige blog vertelde ik over een project waar ik mee bezig ben: het maken van een computer model van onze aarde. In het project kijk ik hoe licht van de zon op het aardoppervlak weerkaatst wordt en weer de ruimte in gestuurd wordt. Door het weerkaatste zonlicht te 'meten' kan ik net doen alsof ik een speciale foto maak vanaf een satelliet.

Hoeveel licht weerkaatst wordt door de aarde hangt van meerdere factoren af:

• oppervlakte albedo. Dat wil zeggen de 'witheid' van de oppervlakte. Witte oppervlaktes (zoals bijvoorbeeld ijs, sneeuw en zoutvlaktes, weerkaatsen veel meer licht dan donkere. Zwart is de donkerste kleur en weerkaatst geen licht. Voorbeelden van zwarte ondergronden zijn bijvoorbeeld asfalt en lavasteen. Niet alleen bij zwart maar ook andere kleuren zoals groen (bossen en gras) en donker blauw (oceanen) wordt niet al het licht weerkaatst door de aarde
• wolken. In Nederland weten we maar al te goed dat er veel wolken in de lucht kunnen hangen en deze het licht van de zon tegenhouden. Het KNMI geeft een hele mooie omschrijving van vele verschillende soorten wolken op de site van het KNMI. Hoeveel licht er nog door een wolk kan schijnen beschrijven we met een getal wat we de optische dikte noemen. Deze hangt af van het soort deeltjes (mini waterdruppeltjes of ijskristallen) die in de wolk zitten en de dikte van de wolk. Een wolk kan licht absorberen (opnemen) en weerkaatsen.
• luchtmoleculen. De lucht die we elke dag inademen bestaat uit allemaal hele kleine deeltjes, moleculen, die ook delen van het zonlicht tegen kunnen houden. Net zoals bij wolken kunnen we voor deze moleculen ook berekenen hoeveel licht er geabsorbeerd of weerkaatst wordt.

De hoeveelheid wolk- en luchtdeeltjes hangt af van de hoogte van de dampkring. Denk maar aan een bergwandeling. Des te hoger je komt, des te minder zuurstof er is. Dit komt niet doordat er meer andere deeltjes zijn. Overal in de dampkring kunnen we zeggen dat zo'n 21% van de lucht uit zuurstof bestaat. Alleen wanneer we hoog op een berg (en dus hoger in de dampkring zijn) wordt de luchtdruk lager en temperatuur kouder. Dit betekend dat als we het aantal deeltjes in een blok tellen hier in Nederland, of een blok op de Mount Everest, we op de berg minder deeltjes zullen tellen.

Omdat ik een model maak van de hele dampkring moet ik de verschillende lagen van de dampkring goed begrijpen. Zo kan ik berekenen hoe een zonnestraal zich gedraagt wanneer deze door de dampkring heen reist en uiteindelijk hoeveel licht er door de aarde weerkaatst wordt.