如果地球與太陽的距離縮短10%,會有什麼後果?

2020-09-10 天下小梁

我們可以做一個計算,來定量地看看會有怎樣的影響。根據熱力學定律,凡有溫度之物體,都會向外輻射電磁波,而其單位面積發射的功率則正比於溫度的四次方。即:P∝σT^4σ與物體的性質有關。至於太陽,我們可以將之視為「黑體」——即吸收所有來的電磁波,同時也向外輻射電磁波的物體。

這時,σ為一特殊值,即斯特藩-玻爾茲曼常數,其數值為:5.67*10^(-8)J/(s m^2 K^4)太陽表面因為高溫而發射能量,進而照射到地球上。而地球則會保有一定的溫度,維持吸熱、散熱之平衡。我們可以將太陽的溫度看做6400K。

這時,可以得到地球收到能量之表達式:

其中,R_e是地球的半徑,R_s是太陽的半徑,σ是斯特藩-玻爾茲曼常數,T_s是太陽之溫度,r是地球到太陽的距離。

同時,地球也會向外輻射能量,其輻射總能量為:

其中,T_e是地球的溫度,σ是地球的輻射係數,這裡不一定是斯特藩-玻爾茲曼常數。吸收的能量要與發射的能量平衡,這樣溫度才能穩定。進而,可以計算出地球平均溫度與距離的關係,即是:

可以解得:

也就是說,地球的溫度,與距離倒數之開平方成正比。就假設現在地球的平均溫度是25攝氏度,即298K。如果近了10%,即r變成之前的0.9倍,那溫度就要上升5%,即從298K變為313K,即40攝氏度。如果遠了10%,溫度就要下降5%,即變為10攝氏度。

注意,這是平均溫度,也就是說,夏日的酷熱、冬日的極寒,都會遠遠超過上面的數值。特別是溫度下降到10攝氏度,會使得兩極冰蓋擴大,進而反射走更多的太陽光,從而使得溫度繼續下降,會造成冰河效應。

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    我們所在的地球每時每刻都在圍繞太陽作周期性的公轉,地球和太陽之間始終維持著一個相對穩定的距離,而地球公轉軌道是一個近似圓形的橢圓,說是近似圓形,是因為軌道偏心率非常低,僅有0.016722,正是這個偏心率的存在,使得在地球和太陽的距離上存在著一個近日點和一個遠日點。那麼,如果地球向太陽方向靠近20釐米,會出現什麼情況呢?
  • 地球與太陽之間的距離如果變化20釐米,會有影響嗎?
    那麼,如果地球向太陽方向靠近20釐米,會出現什麼情況呢?黃赤交角並非一成不變,會隨著月球對地球的引力,使地球自轉軸有向著與地月質心連線相垂直的變化趨勢,不過月球相對於黃道平面也是呈周期性的兩側擺動,所以黃赤交角會有輕微的浮動變化,不過這個變化過於微小,通常情況下會忽略不計。從公轉速度上看,地球公轉軌道的總長度約為9.4億公裡,按照恆星年來計算地球公轉的平均線速度約為29.8公裡每秒。
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    要知道,古往今來,不管是誰談起地球這個多姿多彩的星球來說,人們都只有一句話來形容,那就是完美。因為你不管從任何方向,任何領域,任何角度來看待地球這顆星球他都完美。並且完美到沒有一點點瑕疵,這個所謂的瑕疵指的是什麼呢?比如說地球距離太陽的距離。又或者說是地球傾斜的角度。
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