如果太陽發個燒,僅僅升高20度,地球生態就遭大麻煩了!

太陽表層溫度大約在5500攝氏度,如果哪天“感個冒”發燒了,平均溫度上升20攝氏度,變成5520攝氏度,地球會受到什麼樣的影響呢?

如果太陽發個燒,僅僅升高20度,地球生態就遭大麻煩了!

估計很多朋友的第一反應都覺得:大驚小怪了太陽原本就五千多度了,再加20度算啥啊?而且太陽離我們足足有1.5億公里,光都要跑8分多鐘,能有啥事?

其實一開始我也是這麼認為的,但。。。算下來的結果卻是:地球表面溫度會跟著上升至少1攝氏度!這是很嚴重的後果!

要知道在過去的一百年裡,由於人類的“努力”,地球的平均氣溫上升了才約0.5攝氏度,但卻帶來了日益嚴重的溫室效應,整個地球生態系統都要改變,可能最常說的就是海平面上升,不少國家要被淹了。。但這只是冰山一角,生態系統是環環相扣的,最終還是算到人類頭上。

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那麼這1攝氏度是怎麼來的呢?

理論上我們可以對一個行星的地表溫度進行一個計算(不計溫室效應(忽略大氣層))。

我們知道目前地球的實際平均地表溫度是15攝氏度左右,而這個溫度正是由於地球吸收太陽光達到熱平衡後,再由溫室效應加溫產生的。

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先來看一下,在不計大氣因素下,地表的理論溫度

抓住一個核心:地表吸收的熱輻射能量=地表散發的熱輻射能量

其中的關鍵物理定律就是斯特藩-玻爾茲曼定律

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斯特藩-玻爾茲曼定律

這個方程給出了溫度和熱輻射能量的關係,用來計算太陽和地球正好不過了,再結合之前說的那條核心,就能推出下面這個計算地表溫度的方程

如果太陽發個燒,僅僅升高20度,地球生態就遭大麻煩了!

地表溫度

等式左邊Te是熱平衡時地表的溫度

I是太陽常數(地球上的數值是1.35*10^3 瓦/平方米 左右);a是光照反射率,地球為0.3;σ為斯特藩-玻爾茲曼常數,為5.67*10^(-8)

所以很容易算出地表的理論溫度,為254k,也就是零下約19攝氏度

很顯然這個數值和實際數值(15攝氏度)相差了34攝氏度,原因就是沒算上大氣溫室效應。

可能有些神奇,溫室效應的效果有這麼強嗎?一個簡單的例子,金星的地表溫度是475攝氏度,但它的理論地表溫度只有30到70攝氏度之間,中間高出的近400攝氏度就是因為金星極強的溫室效應導致的)

由於接下來太陽要開始發燒了,需要變動太陽溫度,所以太陽常數也要變,變動後的理論地表溫度呢?

下面給出計算太陽常數的方程:

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太陽常數

其中T是太陽表面溫度,r為太陽半徑,R為日地距離(行星到太陽的距離)

接下來:

我們將溫度T增加20度,算下來的結果是太陽常數在原本的基礎上由1353變為1372。

這個變動直接使得地球地表理論溫度變為255.1k,增加了1.1k,也就是1.1攝氏度。

注意一點:這只是單純的地表升溫,沒有算上大氣因素,想必加上溫室效應的影響,肯定不止1.1攝氏度,或許還會引起其它方面一連串的變化,這是難以預料的。

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