回弦雨
答:太陽表面溫度是隨時變化的,如果以平均溫度來看,對地球的影響應該不大!
我們可以來簡單估算一下,太陽表面溫度高達5770K,可看成理想黑體,在量子力學中,黑體輻射有個重要的定律——斯特藩-玻爾茲曼定律。
斯特藩-玻爾茲曼定律:物體輻出度與溫度的四次方成反比,對於黑體來說E0=σT^4;其中σ為斯特藩常數,輻出度可理解為物體單位面積上熱輻射的總能量,該定理是普朗克公式的直接推論。
斯特藩-玻爾茲曼定律應用在太陽對地球的熱輻射,可得知以下結論:
(1)地球位置的太陽常數(實際為1350W/m^2)與太陽表面溫度的四次方成正比;
(2)某處的太陽常數只取決於太陽表面溫度;
於是我們可以估算出,太陽表面溫度升高一度,將引起的輻射度變化率:
P=ΔE/E0
=[(5770+1)^4-5770^4]/5770^4
≈4*(1/5770)
=0.0007;
該結果說明,表面溫度為5770K的太陽,溫度每升高(或者降低)1度,將引起地球表面接收到的太陽輻射能量變化萬分之七。
這萬分之七的變化,應該對地球的影響不大。
但如果太陽表面的平均溫度變化過大,比如達到100K的話,那麼引起的太陽常數變化將達到7%,這絕對會對地球生物造成嚴重影響。
好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!
艾伯史密斯
影響小到可以忽略不計。我們知道目前地球的平均地表溫度是15攝氏度左右,而這個溫度正是由於太陽光的照射吸收,以及溫室效應產生的。
那麼在
理論上我們可以對地表溫度進行一個計算,不計溫室效應(忽略大氣層),看看太陽溫度變動一攝氏度將導致地球地表溫度變動多少。先來看一下,在不計大氣因素下,地表的理論溫度
抓住一個核心:地表吸收的熱輻射能量=地表散發的熱輻射能量
於是就有了下面方程:
等式左邊T是熱平衡時地表的溫度;Io是太陽常數(地球上的數值是1.35*10^3 瓦/平方米 左右);a是光照反射率,地球為0.3;σ為斯特藩-玻爾茲曼常數,為5.67*10^(-8)
所以很容易算出地表的理論溫度,為254k,也就是零下約19攝氏度。
很顯然這個數值和實際數值相差了34攝氏度,原因就是沒算上大氣溫室效應。
(可能有些神奇,溫室效應的效果有這麼強嗎?一個簡單的例子,金星的地表溫度是475攝氏度,但它的理論地表溫度只有30到70攝氏度之間,就是因為金星那極強的溫室效應導致的)
由於接下來要變動太陽溫度,所以太陽常數也要變,變動後的理論地表溫度呢?
下面給出計算太陽常數的方程:
其中T是太陽表面溫度,r為太陽半徑,R為日地距離(行星到太陽的距離)
我們將溫度T變動一攝氏度,算下來的結果是太陽常數也在個位數上相應的加1或者減1。
而這個變動對地表理論溫度的效果更加微乎其微,僅僅約為0.04k,要知道由於溫室效應嚴重,地球在過去一百年裡,溫度已經上升了約0.5k(原先寫錯了😂,寫成兩百多k了),也就是0.5攝氏度。
所以太陽溫度改變一攝氏度,不需要擔心;但如果是地球平均溫度上升了一攝氏度,那就頭疼了。