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牧师

我们如何斯蒂芬玻尔兹曼方程适用于辐射传热从/到大气中的二氧化碳?

如果我们可以使用Stefan-Boltzman方程量化的辐射通量留下坚实的身体由于发射的辐射和做适当的固体为什么我们需要包括辐射术语,当考虑辐射的气体二氧化碳在大气中,我们不使用某人的绝对温度方程利用大气气体和二氧化碳的发射率?我认为,二氧化碳的发射率是类似0.002(取决于温度/压力)。

回答

#我们不* *公司_2 * *美元发射率低发射率的公司索赔_2美元并非完全正确。首先,重要的是波长的发射是什么时候决定发射率。二氧化碳吸收特定频段的高(对应于高发射率)。这些乐队气候建模至关重要,因此清单数值发射率值没有指定波长不是一个有用的度量。其次,气体的发射率并不是那么简单的固体表面,因为固体表面或多或少是不透明的红外辐射依照Stefan-Boltzman方程。因此,表面积的“黑体”是重要的,当计算发射或吸收。然而,气体红外辐射会渗透一些距离。结果是,你需要计算气体的发射率作为光学深度的函数。[Staley Jurica, 1970][1]提出的计算,他们这样做是出于15 \μm美元中的二氧化碳吸收带(最重要的一个气候模型)。他们的研究结果表明,在20 C公司_2的发射率0.0823美元1厘米的光学深度; 0.244 at an optical depth of 10 m; etc. **Spectrum matters** As I mentioned above, the emission spectra matters a lot. In the case of CO$_2$, there is a specific emission band which corresponds to the absorption band. This means that any radiation emitted by CO$_2$ is emitted at just the perfect wavelength to be reabsorbed by other molecules of CO$_2$. CO$_2$ also differs from water vapor in that it remains dispersed through the atmosphere and doesn't coalesce into weather formations. Water vapor aggregates into clouds; the emissions from those clouds can be significant because there is much more water vapor emitting in a cloud than in the (drier) air above the cloud. CO$_2$ doesn't exhibit that behavior and thus its emissions are mostly trapped by other CO$_2$, whereas blackbody emission from cloud banks can be significant on the global scale. What does get emitted to space and lost is heavily attenuated by the presence of other CO$_2$ molecules and is insignificant compared to emissions from the Earth's surface, which pass through the absorption band gaps in water vapor and CO$_2$. **Conclusion** I don't actually know what factors each specific climate model uses. There may be some that account for the emissivity of CO$_2$. It may be that _all_ the models account for it; it has been over a decade since I contributed to those models. However, whether they account for it or not, it is not a significant factor in driving temperature changes the way the emissivity of the Earth's surface is. [1]: http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0450(1970)009%3C0365:FETFWV%3E2.0.CO%3B2

编辑总结

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\ begingroup美元我0.002来自于阅读一些旧书制冷及热能工程,我想在1950年的。这里有各种图形的压力,温度,等。我要看看我是否能找到他们了。我认为,这些来源的数据考虑气体的光谱发射率的变化。它给有效辐射发出的热量的比例(相对于某人最大可能)大块样品的气体在特定温度。所以我对某人的理解方程辐射率只能有一个介于1和0。 \ endgroup美元
- - - - - -user7733
2017年5月3日7点半吗
\ begingroup美元我需要看看你的Staley Jurica参考找出什么意思一个发射率> 1。 \ endgroup美元
- - - - - -user7733
2017年5月3日,在7:31吗
\ begingroup美元 @user7733你对发射率值是正确的。Staley Jurica使用百分比,我只是复制。我编辑它们。 \ endgroup美元
- - - - - -kingledion
2017年5月3日,12:02
\ begingroup美元承认。然而这看起来仍然很奇怪我如果你不考虑辐射率与普朗克曲线整体的总能量是某人的积分方程(在其对Hz ^ 1 Sr ^ 1)在普朗克曲线下的面积总能量在一个特定的K。 \ endgroup美元
- - - - - -user7733
2017年5月3日,在上19:15吗
\ begingroup美元在编辑我扔进我的回答(你的问题)在这里,我表明公司_2美元有一个有限的发射光谱。公司_2只是美元不发出红外辐射波长(\ε\约0美元)。这必须结合曲线黑体发射在地球的表面温度。这两个图形重叠只有大约15,这是唯一重要的波长。 \ endgroup美元
- - - - - -kingledion
2017年5月3日,在十九21吗

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