加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一组研究人员开始着手更好地了解发电厂和表面(如定日镜或太阳能电池板)在暴露于太阳(短波)和大气(长波)辐射时的热平衡。他们很快意识到，他们首先需要确定云覆盖和相对湿度在大气透明度中对地球常见温度的辐射起什么作用。
在确定水的确切作用时，确定可以将多少热量排放到外部空间以及大气向地表辐射多少是很重要的。事实证明，水存在于大气中的气相，液相和固相中，不仅是主要参与者，而且也是唯一在浓度上快速变化且不能垂直混合的大气元素。
在AIP出版社的可再生和可持续能源杂志中，该小组提供了他们创建的详细辐射冷却资源图，以帮助确定大规模部署被动冷却技术的最佳气候，这些技术依赖于日常的温度和湿度变化。
“我们最近使用校准的相关性，实验数据和水蒸气和温度的地面值与天空发射率的模型来绘制美国最有效地拒绝从地面到外层空间的热量的地方，”Carlos FM Coimbra说。机械和航空航天工程系主任。“由于所涉及的物理过程，具有较干燥气氛的位置和最常见的晴空最适合部署被动冷却技术。”
科英布拉说，美国西南部显示出巨大的潜力，而“仅相对湿度影响的其他地区耗尽了使用这种冷库资源的能力显示出更少的潜力”。“在具有极大降温潜力的地区，传统冷却技术的总能耗和相关碳足迹 - 通常是电力需求的最高组成部分 - 可以大幅减少。”
这项工作对于被动冷却表面的热光子设计领域尤其重要，由于可能会向天空排热，因此最近引起了人们的关注。
“自古以来，许多社会都利用寒冷的天空，”他说。“在沙漠地区，蒸发冷却(蒸发方法)与被动辐射冷却到”冷“(干燥，清澈)天空的巧妙组合通常用于生产冰并防止其融化。
特定辐射性能表面设计的最新发展意味着暴露的表面可以涂上油漆或其他表面处理 - 例如特殊设计的塑料 - 以显着提高这些表面在干燥，晴朗的天空条件下排出热量的能力在白天或晚上。
“用于集中太阳能发电厂或空调系统的干式冷却冷凝器的设计将受益于反映太阳能选择性的能力，同时在光谱的红外部分强烈发射，”科英布拉说。“但这些策略在特定季节和地球特定地区最有效。我们生活在以DNA为目标的药物时代，但我们仍然使用不一定适合不同地区需求的通用能源技术。现在是时候了。重新思考我们部署这些有影响力的技术的方式。“