什么是地球如果没有大气的温度吗?

Question

我知道大气层由吸收太阳辐射的紫外线,保护地球上的生命变暖表面通过热量保留(温室效应),并减少昼夜之间的极端温度(昼夜温度变化)。我想知道地球达到如果没有大气温度呢?。

Answer 1

根据维基百科一个近似裸露的地球表面平均温度是274.5 K。这种情况在我看来是相当合理的剥离大气而不改变其他将会迅速(在地质时间尺度),而导致地球裸露没有冰帽或植被,导致环境很接近在月球上。(我认为地球磁场保护气氛和生活它下面已经消失了)

这是估计通过比较地球和月球的黑体辐射,然后纠正的反照率(分数反映的入射辐射)和发射率(材料的辐射能力),这是一个材料的属性。以来,地球和月球都在同一距离太阳和由相同的材料平均测量月球的反射率和辐射率比可以用作估计地球的这些属性。

太阳的黑体辐射与斯蒂芬玻尔兹曼法计算:

$ $ P_{\文本{年代,发出}}= 4 \πR_Sσ^ 2 \ T_S ^ 4 $ $

美元P_{\文本{年代,发出}}$由太阳发出的能量,R_S太阳的半径,美元和T_S美元是太阳的温度。这种能量收到的分数然后地球是圆形表面积成正比面对太阳和能量密度的地球和太阳之间的距离D美元。

$ $ P_{\文本{SE}} = P_{\文本{年代,发出}}\离开(\压裂{\πR_E ^ 2}{4 \πD ^ 2} \右)$ $

R_E美元是地球的半径。使用反照率\α的美元被吸收的能量可以计算:

$ $ P_{\文本{E、abs}} =(1 - \α)P_{\文本{SE}} $ $

Stefan-Boltzman法应用到地球,纠正的发射率$ \眉题{\ε}$,然后释放出的能量:

$ $ P_{\文本{E,发出}}= \眉题{\ε}4 \πR_Eσ^ 2 \ T_E ^ 4 $ $

假设能量平衡美元P_{\文本{E、abs}} = P_{\文本{E,发出}}我们现在可以计算T_E美元美元:

$ ${对齐}\ \开始压裂{(1 - \α)4 \πR_Sσ^ 2 \ T_S ^ 4 \πR_E ^ 2}{4 \πD ^ 2} & = \眉题{\ε}4 \πR_Eσ^ 2 \ T_E ^ 4 \ \ T_E ^ 4 & = \压裂{(1 - \α)4 \πR_Sσ^ 2 \ T_S ^ 4 \πR_E ^ 2}{\眉题{\ε}4 \πD ^ 2 4 \πR_Eσ^ 2 \}\ \ T_E ^ 4 & = \压裂{(1 - \α)R_S ^ 2 T_S ^ 4}{4 \眉题{\ε}D ^ 2} \ \ T_E & = \离开(\压裂{(1 - \α)R_S ^ 2 T_S ^ 4}{4 \眉题{\ε}D ^ 2} \右)^{\压裂{1}{4}}\ \ T_E & = T_S \离开(\压裂{(1 - \α)R_S ^ 2}{4 \眉题{\ε}D ^ 2} \右)^{\压裂{1}{4}}\ \ T_E & = T_S \√6{\压裂{R_S \√6{\压裂{α1 - \}{\眉题{\ε}}}}{2 D}} \{对齐}$ $

最后我们只需要插入正确的价值观:

• R_S = 6.96 \ * 10 ^ 8美元
• T_S = 5778 K美元
• D = 1.496美元\ * 10 ^ {11}$ m
• \α= 0.1054美元(假设月球的价值)
• $ \眉题{\ε}= 0.95美元(假设月球的价值)

这给了我们一个温度为274.5 K。

注意,有很多因素可以引起局部和时间变化。例如,入射辐射随纬度和季节,如果大气的去除会生长是由死亡引起的太阳吞没地球温度会比这高得多。总之,考虑到所有这些因素必须做出一个非常大的模型,可以分析每个因素的影响,包括温度的降低一个垂死的太阳等等,但这几乎不可能建立要是需要的资源。

以来最激烈的因素之一是大气中被切除后的反照率如下图显示了平均表面温度与反照率变化。零的反照率所有传入的太阳辐射被吸收,而在1辐射反射。注意,0 k的温度是一个假定的传入和平衡的影响发出辐射,它不会把握。正如上面说的,裸露的地球的反照率将大约0.1,虽然目前的平均值的范围从0.3 - -0.4,很大程度上导致了云。为地球的反照率平均在当前植物的状态,但是没有云我没能找到。

如上所述,@ardie-j在他的回答,地球的另一个可能的命运可能是被冰覆盖,作为另一个雪球地球事件。在这种情况下,反照率将上升的水平从0.4 - -0.9,导致地球彻底冷却器。

Answer 2

实际的气候学家。

地球将会覆盖着冰。这是你需要的唯一的答案。

其他人试图计算全球气温的变化似乎缺乏一个基本的了解全球的系统功能(只是一个方面,控制全球温室气体温度)。

那些似乎认为这将是油炸或贫瘠的忽视了解大气和地球磁场的保护之间的区别。如果没有磁场,除了许多,许多其他的问题,我们的星球将弗莱无论存在和大气的化学成分。没有一种氛围和温室气体排放,然而,地球将冻结。与其他最优气候条件下太多的温室气体,它就像金星。

请不要相信他们的答案来自维基百科的人。如果你喜欢更多的大众传媒资源,您可以引用以下文章:“雪球地球”证实:冰覆盖赤道(《国家地理》2010年3月6日)

或者,您可以使用更多的科学研究:雪球地球有Slushball海洋吗?(美国宇航局GIS, 2002年10月)

没有大气=“雪球地球。

Answer 3

阳光是393 k。地球是辐照表面面积的一半,发出辐射。和辐射吸收的球形体积。所以:$((σ393 ^ 4 / (4/3))/ 2 = 510 w / m ^ 2美元或308开尔文(32摄氏度)。