Warum verliert die Erde Wärme hauptsächlich durch Strahlung?

Die Wärmeübertragung erfolgt über drei Mechanismen: Leitung, Konvektion und Strahlung.

Leitung ist die Übertragung von Wärme von einem Objekt auf ein anderes, wenn sie in direktem Kontakt stehen. Wärme aus einem warmen Glas Wasser wird in den im Glas schwebenden Eiswürfel übertragen. Eine heiße Tasse Kaffee überträgt die Wärme direkt auf den Tisch, auf dem sie sitzt.

Konvektion ist die Übertragung von Wärme durch die Bewegung eines Gases oder einer Flüssigkeit, die einen Gegenstand umgibt. Auf der mikroskopischen Ebene ist dies eigentlich nur eine Leitung zwischen dem Objekt und den Luftmolekülen, die in Kontakt stehen. Da die Erwärmung der Luft jedoch zu einem Anstieg führt, wird mehr Luft in Richtung des Objekts gezogen, was die Wärmeübertragungsrate erhöht. Es ist einfacher, sich dies als einen ganz anderen Prozess als die Leitung vorzustellen.

Strahlung ist die Übertragung von Wärme durch elektromagnetische Wellen. Alle Objekte strahlen ständig Energie im infraroten Spektrum. Wenn Sie sie ausreichend erhitzen, strahlen sie im sichtbaren Spektrum je nach Temperatur rot, gelb oder weiß.

Das Vakuum des Weltraums umgibt die Erde und enthält nicht viel Materie. Das Vakuum ist nicht perfekt. Es gibt einige Moleküle pro Quadratzentimeter. Aber da ist einfach nicht viel Material. Leitung und Konvektion in das Vakuum des Raumes geschehen, aber da es so wenig Material gibt, um Wärme zu leiten, geschieht dies nicht sehr oft. Nichts (oder fast nichts) ist in Kontakt mit der Erde.

Die Atmosphäre, die Wolken und das Vakuum des Weltraums sind strahlungsdurchlässig. In den Weltraum abgestrahlte Wärmeenergie kann leicht in die entlegensten Gebiete der Galaxis gelangen.