能量是守恆的,地球每天接收太陽能,為什麼地表溫度基本不變?

2021-01-19 艾伯史密斯

有網友問:能量是守恆的,地球每天接收太陽能,為什麼地表溫度基本不變?

那是因為地球並非只吸收能量,而是在向陽面吸收太陽能,背陽面向星際空間輻射出熱能。能量守恆是沒錯,對於地球上某一處的地面:

(1)白天吸收來自太陽的光能,太陽垂直照射時輻射強度大約是1300瓦每平方米,這些能量的大部分被地面和大氣吸收轉變為熱能,還有一些被植物的光合作用吸收,以及部分被大氣反射回太空。

(2)等到了夜晚時,地球背陽面處於黑暗的星際空間中,星際空間的溫度大約是-270℃,於是地球背陽一面又會向星際空間中輻射能量。

就是這樣一邊吸收太陽能,一邊向宇宙中輻射熱能,有得有失,所以地球表面的平均溫度大致保持不變。

實際上,地球表面的平均溫度並非不變的,因為人類的工業活動,產生大量二氧化碳等等吸熱性強的氣體,這些氣體吸收大量的太陽能,使得地球表面平均溫度升高,造成溫室效應。

溫室效應的直接結果,就是兩極的冰川融化,導致全球海平面上升,還有在全球地區內,出現適居地帶極冷和極熱天氣的兩極分化現象。

目前地球表面的平均溫度大約是14℃,據氣象學家觀測表明,在過去的100年間,地球表面的平均溫度上升了大約0.5℃,海平面上升0.1~0.8米,而且未來升高的速度還會加快。

而且目前我們的太陽,在恆星演化過程中處於主序星的壯年時期,太陽內部溫度逐漸升高,太陽表面的輻射強度也在增加,大約每10億年增加10%。

所以在遙遠的未來,太陽輻射會逐漸增強,地球的表面溫度也會繼續增加,直到超過生命承受的極限。

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