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?

Question

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)。

Answer 1

我们不

发射率_2美元

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目前的二氧化碳计算,他们这样做15 \μm美元吸收带(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的光学深度10米;等。

谱问题

正如我上面提到的,发射光谱是很重要的。在有限的情况下_2,美元有一个特定的发射光谱带对应于吸收带。这意味着任何有限公司发出的辐射_2美元在完美的释放出来,并且未被吸收的波长的其他分子公司_2美元。

公司_2美元也与水蒸气的不同之处在于,它仍然分散在大气和不合并到天气的形成。水蒸气聚集在云;排放这些云可以意义重大,因为有更多的水蒸气排放比(干燥器)在云空中云。公司“_2美元不表现出这种行为,因此其排放大多是被其他公司_2,美元而黑体辐射云银行可以在全球范围内具有重要意义。

什么让排放空间和损失严重减毒的存在其他公司_2分子和美元相比是微不足道的排放从地球表面,通过吸收带缺口的水蒸气和_2美元。

结论

我不知道什么因素每个特定气候模型使用。可能会有一些,占公司_2美元的发射率。这可能是因为所有模型占;已经有十多年我导致这些模型。然而,他们是否占与否,它不是一个重要的因素在推动温度变化地表发射率的方法。

Answer 2

看着它在行星温度作用时,它并不重要。使用大气平均温度sb方程,-18 c (255 k),和表面温度,然后你看看效果的空气(并´t不管拥有什么气体)对表面温度。发射率是不相关的,发射仅依赖于温度。吸收不会引起发射、温度。很多人似乎认为发射率,特别是二氧化碳,二氧化碳是使它更可能是一个变暖的代理。不是这样的。大气平均温度是-18摄氏度,排放二氧化碳是根据。传热方程表明二氧化碳不添加任何热量,这是一个额外的散热器的终极散热器在太空。

只使用斯蒂芬玻尔兹曼方程和温度。太阳热吸收根据几何黑体和地球之间的区别,与外壳上下两册。TSI /(4/3 ^ 2)美元。因为只有一半的面积是辐照,美元(1/2 * TSI) / (4/3 ^ 2) = 383 w / m ^ 2美元或286.7开尔文。有效温度是发现通过传热表面平方反比定律,1/4美元* (TSI - ((1/2 * TSI) / (4/3 ^ 2))) = 244 w / m ^ 2美元,或256开尔文。对流层顶温度,$ ((1/2 * TSI) / (4/3 ^ 2))——(1/4 * (TSI - ((1/2 * TSI) / (4/3 ^ 2))) = 138 w / m ^ 2美元或222开尔文。正如你所看到的,热主宰一切,就修改黑体所观察到的差异,吸收深度只有一半的体积+辐照表面,给一个精确的温度分布。它清楚地显示了为什么它是一个大问题,温室效应使用平均太阳热在整个表面。而且,反照率不是一个概念,应该用于热量。我认为它来自光学在一开始,它应该´t用于温度。 Emitted heat depends on temperature only.