8
\ begingroup美元

我想(在最简单的模型),地球发出的N美元单位时间内光子,一些比例$ p $达到温室气体粒子,并将重新发射回地球的概率$ 0.5美元。因此温室气体粒子越多,大$ p $会,地球会更热。

对于一个改进的模型,我想大气的行为更像是一个连续介质的光子在粒子之间跳跃和加热。在这种情况下,有一个简单的类比或1维微分方程模型(如热流通过媒介)?并通过材料热扩散行为以类似的方式作为辐射通过大气中传播?

我感兴趣的是简单、容易理解,大致准确的模型对于了解温室气体。

\ endgroup美元
3
  • 3
    \ begingroup美元 你具体想要基于一个粒子的方法还是一个简单的模型,量化温室效应已经足够了吗?如果你坚持一个粒子基于短波辐射的一般的想法是,你只考虑散射和吸收,而对长波辐射你忽视散射但考虑发射。可以与史瓦西方程模型光谱辐射的变化[$ \ {W} \ cdot \文本{sr} ^ {1} \ cdot \文本{m} ^ {2} \ cdot \μ\文本{m} ^{1}]美元,你觉得气氛是无限多的板。 \ endgroup美元
    - - - - - -Joscha Fregin
    2022年5月28日在58吗
  • \ begingroup美元 我会感兴趣更高层次抽象身体如果他们说服和教育。你知道任何好的/基本演讲史瓦西的方程? \ endgroup美元
    - - - - - -Zinklestoff
    2022年5月28日17:04
  • 1
    \ begingroup美元 是的当然可以有一个一维方程。它会有一些软糖因素平均云,纬度、日夜变化等等,但它肯定可以写(已经)。例如维基百科的理想化的温室模型 \ endgroup美元
    - - - - - -uhoh
    2022年5月29日在34吗

1回答1

2
\ begingroup美元

我的回答是“简单、容易理解,大致准确的模型理解温室气体”。这是相同的模型用于评论你的问题。

最基本的模型,了解温室效应是基于辐射平衡。传入的太阳辐射是由外向(长波)辐射平衡。规定的能源:在大时间尺度即将离任的能量必须等于输入的能量。

单位广场面对太阳大气顶部的接收S_0 \大约1360美元$ {W} \ \文本文本{m} ^ {2} $,S_0美元太阳常数。该地区受到太阳辐射是地球半径的圆盘r美元。因此,能源/时间地球接收E_I = S_0 \πr ^ 2美元。辐射反射(见的一小部分反照率收益率),$ E_I = S_0(1 -α)\ \πr ^ 2美元,\α美元反照率。地球反照率大约是\α= 0.3美元

如果我们考虑地球是一个黑体我们可以使用没有气氛斯蒂芬玻尔兹曼定律估计即将离任的辐射能量$ E_O = \σT_s ^ 4 \ 4πr ^ 2美元,斯蒂芬玻尔兹曼常数美元\σ= 5.67 \ times10 ^ {8} $$ {W} \ \文本文本{m} ^{2} \文本{K} ^ {4} $和地球表面温度T_s美元。即将离任的辐射的因素4是因为我们需要考虑地球整个表面(我给一个解释为什么这是一个合理的假设)。

因为能源需求平衡我们可以等同E_I = E_O美元和解决T_s美元这将产生我们有关温室效应的严重程度。

{方程}T_s = \ \开始离开(\压裂{S_0(1 -α)\}{4σ\}\右)^{\压裂{1}{4}}\大约255 \ \文字{K} \大约-18°C{} \ \文本结束{方程}

我们观察到,估计温度比地球平均气温很冷,这是{C} $ $ 15°\文本288.15美元\ \文本{K} $。这对应于一个大约的温室效应美元\σ(288 ^ 4 \文本{K} ^ 4 - 255 ^ 4 \文本{K} ^ 4) \大约150 \ \文字{Wm} ^ {2} $。这是地球的能量/时间/单位平方接收,因为气氛。

我们可以改进模型通过添加大气层问题,然而我认为这抓住了本质。

\ endgroup美元
2
  • \ begingroup美元 这是一个很好的量化解释温室气体的影响。是长期存储的能量在生物体和能量方程从地球核心无关紧要吗? \ endgroup美元
    - - - - - -Zinklestoff
    2022年6月2日,在4点
  • \ begingroup美元 实际上是的大海作为散热器是一个主要因素,必须考虑更复杂的(玩具)模型。我从来没有读过任何人包括地球核心的考虑(这并不意味着很多。我的知识是有限的几个大学课程),但是能量通量岩石圈被认为是在气候模型。我将试着适应我的答案在周末当我有一点空闲时间。 \ endgroup美元
    - - - - - -Joscha Fregin
    2022年6月2日,在十12

你的答案

通过点击“发布你的答案”,你同意我们服务条款并承认您已阅读并理解我们的隐私政策的行为准则

不是你要找的答案?浏览其他问题标记问你自己的问题