为什么早晨凉爽的夜晚?

Question

第二天早上,谷歌显示了四、五个小时前的温度(约下午2点)。但后来我更新报告,得到温度比以前略低。

为什么上午下午2点温度高于温度晚上7点?

Answer 1

地球总是辐射热空间。但是在一天太阳提供一些热量。然后净热通量是定义为这两个因素的总和。如果能量由太阳大于冷却速率,地球是净变暖(积极的净通量-我们可以想象它像热量旅行“我们”),而不是相反的情况(冷却;负的净通量-热是旅行“走”)。

在这一天,太阳温暖地,直到晚上。太阳的加热速率高于冷却速率,所以温度上升,直到它到达一个临界点加热率和冷却速率相同。这发生在晚上,所以温度是稳定的。但是太阳会更低,所以净通量变得消极。在夜里只有地球的冷却,所以温度持续下降直到太阳足够高,平衡冷却。这发生在一个点的最低温度。

当然,这是有效的,但我们可以有一些其他的影响,可以改变时间的最低温度(例如云、方面或平流)。

图:

所以,温度下降一夜之间在日落之后,但日出后再次上升。因此,温度是凌晨的最低点。

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附件为所有你爱的计算:

注意:简化的玩具模型,没有气氛

地球的冷却速率是approximatelly由斯蒂芬玻尔兹曼方程给出:

$ $ j_Eσ= \ \ cdot T ^ 4 = 5.670 \ cdot 10 ^{8} \压裂{W} {m ^ 2 K ^ 4} \ cdot (288.15 K) ^ 4 = 390 \压裂{W} {m ^ 2} $ $

太阳的最大加热率的天顶美元j_{\文本{年代max}} = 1361 \压裂{W} {m ^ 2} $。所以,太阳的加热速度高度\α美元是:$ $ j_S = j_{\文本{年代max}} \ cdot \罪{\α}= 1361 \压裂{W} {m ^ 2} \ cdot \{\α}$ $的罪

当升温速率等于零吗?

$ $ 0 = j_S-j_E = 1361 \压裂{W} {m ^ 2} \ cdot \罪{\α}- 390 \压裂{W} {m ^ 2} $ $美元1361美元\压裂{W} {m ^ 2} \ cdot \罪{\α}= 390 \压裂{W} {m ^ 2} $ $$ $ \α= 17°$ $

所以,与我们计算,最低温度时的高度等于17°。

Answer 2

你的问题有点不规范的。有更精确的语句,我们可能需要你问,比如你可能会声称低发生在日出之后,问这是为什么。温度的一个非常基本的模型,它是一个正弦函数的时候,它是由太阳能的强度,还模仿作为时间的正弦函数(即净功率,辐射热量从地球中减去来自太阳的光和热,是模仿sin函数)。如果我们有太阳能$ P (t) = - \ cos (t)美元午夜都被认为是在哪里$ 0 $和2 \π美元,温度是T (T)美元在哪里$ T”(T) = P (T)美元,然后我们会有元新台币和$ P $被\π/ 2美元(6小时)的阶段。也就是说,解决T (T)美元给了我们罪\美元,罪\ (t)美元是一样的$ P (t - \π/ 2)美元。

实际的方程将更加复杂:太阳能不是正弦波,有热源的影响,辐射冷却取决于当前的温度,等等之间的实际位移最小值取决于所有这些因素,但的一般原则强制函数和响应函数往往是持有的阶段。