Temperatura planetara

Temperaturile planetare. TEORIE. ROLUL ATMOSFERA

Este o caracteristică fizică importantă a planetei servește temperatura de suprafață. Dacă atmosfera planetei lipsită și singura sursă de căldură este radiația solară (expunerea la soare), apoi se calculează media simplă a temperaturii de suprafață. Fluxurile de căldură de pe Pământ planeta și invers proporțională cu pătrate și distanța lor medie de soare, și ele emit în spațiu ca putere a patra T. sale temperatura absolută De aceea, T temperatura medie a planetei poate fi comparată cu temperatura medie a Pământului (288 K), în funcție de proporția

cu condiția ca emisivitatea a planetei este aceeași ca și cea a Pământului. De fapt, acest calcul primitiv are nevoie într-o serie de amendamente.

În primul rând, temperatura medie a Pământului 288 K nu este doar un rezultat al insolației, dar fluxul de căldură din interiorul său. Este valoarea absolută a fluxului termic al Pământului, este dificil să se stabilească cu exactitate; în al doilea rând, fiecare planetă există un flux de căldură din interior, a cărui valoare nu poate fi decât obiectul divinație; în al treilea rând, rolul foarte important al atmosferei.

La un exemplu de atmosfera pământului, am văzut că atmosfera din radiația infraroșu este deosebit întârzieri eficiente datorită prezenței în ea de molecule de apă și dioxid de carbon. Acest rol ar putea fi efectuate de către alte molecule care nu se găsesc în atmosfera terestră. Între timp, auto-radiații a planetei scade doar la regiunea în infraroșu. Așa cum se arată prin lege Wien deplasare (392 CPS), pentru temperatura la 200-250 K la o radiație maximă a unui absolut negru (sau gri) a corpului trebuie să fie în intervalul 14,5- 11,6 microni, unde vaporii de apă și dioxid de carbon au benzi de absorbție puternice . La temperaturi mai mari de 300-400 K este menținută la aceeași poziție (radiație maximă are loc la 10- 8 m). În același timp atmosfera, acest pământ, t. E. bogat în azot, oxigen, dioxid de carbon, argon, vapori de apa trece liber energie solară radiație maksialnaya care reprezintă lungimi de undă de 0.5-0.4 microni. Sub influența suprafeței de radiație încălzită la o planeta 200-300-400 K este încălzită și atmosferă ca absorbția radiației și prin amestecarea convective, iar fluxul de căldură în spațiu prin radiație este economic datorită absorbției radiațiilor în regiunea infraroșu.

În cele din urmă trebuie să se stabilească un echilibru între fluxul de căldură și rata de curgere, dar în astfel de circumstanțe, va fi instalat la un nivel de temperatură mai ridicată: temperatura planetei ar fi semnificativ mai mare decât ceea ce rezultă din ecuația (33.36).

Fenomenul descris mai este denumit „efectul de seră (sau sere)“ ca o temperatură relativ ridicată, în seră este stabilită datorită puternicei absorbția sticlei serei infraroșu.

Astfel, atmosfera crește temperatura medie a planetei și se înmoaie în continuare diferențele dintre temperaturile de zi și noapte, ca răcirea întârzie suprafața pe timp de noapte.

Să considerăm partea matematică. Fie Q - constanta solare (CPA 450), adică incidentul de flux de energie de la soare pe suprafața pământului la nivelul cel mai de sus de atmosfera Pământului distanța - .. Soare, și egal cu 1. e. Pe planeta ar cădea din fluxul de soare

iesli prin fracțiune desemnată arată naplanetu ce proporție din energia incidente este reflectată (difuzată) în spațiu,

își exprimă cota sa din energia solară absorbită planeta. Valoarea poate fi numită albedo bolometric. In unitatea de timp planeta absoarbe energie si emite Bora, unde - emisivitatea suprafața planetei, - temperatura acesteia și - constanta Stefan - constanta Boltzmann. Pentru a echilibra trebuie să fie

Cea mai mare incertitudine în determinarea temperaturii acestei formule este făcută variabilă. Așa cum am văzut în § 29, temperatura particulelor în spațiul interstelar, poate atinge sensuri diferite în funcție de tipul funcției de absorbție a radiației și funcții pe care am aplicat pe planeta este foarte slab cunoscut. În primul rând, o aproximare foarte dur la realitate poate fi pus în cazul în care - albedoul vizuală a planetei (sferice), și în continuare, planeta primește zona de radiație solară a discului, și radiază zona mingea; ar trebui să fie luate în considerare raportul dintre aceste cantități 1. 4.

Este luată în considerare exact, în cazul în care planeta se invarte rapid. Deci, obținem

Am stabilit indicele pentru a arăta că este vorba despre temperatura medie a planetei. Prin urmare, în numitorul partea dreaptă în loc de r, am scris și - distanța medie a planetei de la soare.

În ceea ce privește formula Pământului (33,40) dă o valoare care este cu mult sub acceptat în formula (33.36) Temperatura suprafeței 288 K. Motivul acestei diferențe este ușor de înțeles din considerente care sunt exprimate pe pagina anterioară. Datorită faptului că pământul are o atmosferă suficient de densă și extinsă, echilibrul dintre radiația de intrare și de ieșire este setat la un anumit nivel deasupra suprafeței, aproximativ unde adâncimea optică în atmosferă este egală cu un micron.

Dacă în formula (33.40) pentru a elimina factorul vom ajunge la o temperatură care trebuie să fie atribuită de floarea-soarelui ( „subsolyarnoy“) la suprafața pământului, cu condiția ca Pământul este lipsit atmosfera și că încă la fel. Dar atmosfera lipsită Pământ, ar fi mult mai puțin albedo și, prin urmare, ar fi fost de temperatură considerabil mai mare. Într-adevăr, Luna primește de la soare sub formă de energie radiantă de mult, temperatura punctului de floarea-soarelui aproape 380 K. În același timp, cu formula (33.40) dă la. Discrepanța poate fi bine atribuită inexactitatea ipotezele planetei se rotește încet.

Într-adevăr, cu formula (33.40) este mai bine aplicabil prin rotație foarte rapid planeta care nu are timp să se răcească considerabil pentru noaptea zilelor sale. În absența planetei atmosferice, cu o perioadă de un timp de câteva ore să se răcească peste noapte și pentru că superficial presupunerea că răcirea din întreaga suprafață a mingea este la o temperatură de zi de planete (care ne masuram). Fără a intra în detalii cu privire la calcule, putem sugera următoarea formulă de compromis pentru T temperatura medie a discului zi planetar: