如果太阳的温度降低一度或者升高一度,对地球的影响大吗?

回弦雨


答:太阳表面温度是随时变化的,如果以平均温度来看,对地球的影响应该不大!


我们可以来简单估算一下,太阳表面温度高达5770K,可看成理想黑体,在量子力学中,黑体辐射有个重要的定律——斯特藩-玻尔兹曼定律。

斯特藩-玻尔兹曼定律:物体辐出度与温度的四次方成反比,对于黑体来说E0=σT^4;其中σ为斯特藩常数,辐出度可理解为物体单位面积上热辐射的总能量,该定理是普朗克公式的直接推论。



斯特藩-玻尔兹曼定律应用在太阳对地球的热辐射,可得知以下结论:

(1)地球位置的太阳常数(实际为1350W/m^2)与太阳表面温度的四次方成正比;

(2)某处的太阳常数只取决于太阳表面温度;


于是我们可以估算出,太阳表面温度升高一度,将引起的辐射度变化率:

P=ΔE/E0

=[(5770+1)^4-5770^4]/5770^4

4*(1/5770)

=0.0007;

该结果说明,表面温度为5770K的太阳,温度每升高(或者降低)1度,将引起地球表面接收到的太阳辐射能量变化万分之七。



这万分之七的变化,应该对地球的影响不大。


但如果太阳表面的平均温度变化过大,比如达到100K的话,那么引起的太阳常数变化将达到7%,这绝对会对地球生物造成严重影响。




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艾伯史密斯


影响小到可以忽略不计。我们知道目前地球的平均地表温度是15摄氏度左右,而这个温度正是由于太阳光的照射吸收,以及温室效应产生的。

那么在

理论上我们可以对地表温度进行一个计算,不计温室效应(忽略大气层),看看太阳温度变动一摄氏度将导致地球地表温度变动多少。

先来看一下,在不计大气因素下,地表的理论温度

抓住一个核心:地表吸收的热辐射能量=地表散发的热辐射能量

于是就有了下面方程:

等式左边T是热平衡时地表的温度Io是太阳常数(地球上的数值是1.35*10^3 瓦/平方米 左右);a是光照反射率,地球为0.3;σ为斯特藩-玻尔兹曼常数,为5.67*10^(-8)

所以很容易算出地表的理论温度,为254k,也就是零下约19摄氏度

很显然这个数值和实际数值相差了34摄氏度,原因就是没算上大气温室效应。

可能有些神奇,温室效应的效果有这么强吗?一个简单的例子,金星的地表温度是475摄氏度,但它的理论地表温度只有30到70摄氏度之间,就是因为金星那极强的温室效应导致的)

由于接下来要变动太阳温度,所以太阳常数也要变,变动后的理论地表温度呢?

下面给出计算太阳常数的方程:


其中T是太阳表面温度,r为太阳半径,R为日地距离(行星到太阳的距离)

我们将温度T变动一摄氏度,算下来的结果是太阳常数也在个位数上相应的加1或者减1。

这个变动对地表理论温度的效果更加微乎其微,仅仅约为0.04k,要知道由于温室效应严重,地球在过去一百年里,温度已经上升了约0.5k(原先写错了😂,写成两百多k了),也就是0.5摄氏度。

所以太阳温度改变一摄氏度,不需要担心;但如果是地球平均温度上升了一摄氏度,那就头疼了。

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