假如太陽不發光，地球表面溫度將下降到多少度？
我們可以操縱熱力學常識進行估算，若是太陽不發光，那么地球概況的平均溫度將在幾天內下降到冰點（0℃），顛末很長時候后，最終連結在40K擺布，當作為一顆冰凍星球。
太陽輻射
自從地球降生之日起，我們地球時時刻刻都在接管太陽的輻射能量，這樣的“恩德”持續了45億年，我們利用的風能發電、水力發電、火力發電，若是究其底子，會發現這些能量的泉源就是太陽能。
好比遠古植物操縱光合感化接收太陽能，身后埋入地下形當作了煤炭；地表水接收太陽輻射后蒸發，在高處遇冷形當作雨水，雨水匯集當作河水，河水順流而下才能進行水力發電。
地球概況的平均溫度在15℃擺布，這是地球標的目的外輻射熱量和領受太陽輻射配合告竣的熱力學均衡，并且仍是動態均衡，因為地表任何處所的輻射時時刻刻都在發生，可是只有面標的目的太陽的一面才能領受太陽輻射。
地球的熱均衡
其實我們可以操縱熱力學常識，來粗略計較這種熱均衡，從而得知太陽不發光后，地表溫度將下降幾多，不外我們起首要來領會地球的熱均衡。
地球的熱量來歷本家兒要有兩個路子——太陽輻射和地熱能，此中地熱的能量也有兩個來歷，一是地球降生之初熔融狀況保留下來的熱能，二是地球內部放射性物質衰變發生的能量。
地殼平均厚度有17公里，地幔與地核則是高溫物質，地心溫度更是高達6000度，可是地殼對溫度傳導來說其實太厚了，內部的熱能標的目的地面傳導的速度很是慢，要知道地球降生了45億年，可是內部溫度下降了不到500度。
當然地球內部的物質衰變供給了良多能量，假如沒有物質衰變的話，我們可以來看赫赫有名的開爾文爵士（1824~1907年）在一百多年前的一個計較，那時他認為地球降生之初是熔融狀況，溫度在4140K，顛末必然時候后冷卻到此刻的溫度，然后他按照巖石的傳熱系數和熱力學輻射定律，計較出地球春秋為9800萬年，這就是不考慮地球內部物質衰變的成果。
對于其他行星，好比木星的焦點溫度高達29萬度，可是木星的概況平均溫度仍是低到-150℃，這申明行星內部的熱源對概況溫度的影響很是弱，起碼遠遠低于母恒星的影響。
行星概況溫度的計較
太陽輻射的強度用太陽常數暗示，在地球軌道處，太陽常數大約為1367W/m^2，也就是說在太陽垂直照射時，每平方米上太陽輻射功率為1367瓦特。
因為地球是球體，概況積是地球投影面積的4倍（球面積=4πr^2），所以對整個地球概況來說，每平方米領受太陽輻射的功率大約是1367/4=342W。
我們再操縱物體輻射時的斯特藩-玻爾茲曼定律：
j*=εσΤ^4；
此中j*為輻射度（單元是W/m^2），T 為熱力學溫度， ε為黑體的輻射系數（絕對黑體的ε=1），斯特藩-玻爾茲曼常數σ=5.67*10-8W/(m^2·K^4)。
忽略地熱影響，把地球看作絕對黑體，達到熱均衡時，地球標的目的外輻射的能量等于領受到的太陽輻射能量，也就是：
342=σΤ^4;
獲得：
T≈279K=6℃
比現實的15℃略低，這可以看作是地熱能的影響。
同樣的法子，我們可以計較冥王星的概況溫度，冥王星與太陽的平均距離是39個天文單元，概況平均溫度 為-223℃（50K），大氣很是菲薄單薄，冥王星軌道處的太陽常數S降低為：
S=1367/（39^2）≈0.9W/m^2，
操縱斯特藩-玻爾茲曼定律成立公式有：
0.9/4=σΤ^；
獲得：
T≈45K=228℃；
與現實值223℃根基吻合，申明我們的計較方式是準確的，可是這個方式不適合計較金星這樣的行星，因為金星大氣的溫室效應太嚴重，以金星概況溫度計較會發生很大的誤差。
太陽光后的地表溫度不發
假如太陽不發光，那么地球就掉去了太陽輻射供給的能量，在遠離恒星的宇宙中，只剩下宇宙微波布景供給的3K，理論上時候足夠長的話，地球概況溫度將下降到3K（大約-270℃）。
現實上地球內部的熱能，會在很長時候內給地表供給熱能，甚至到太陽系撲滅時還沒用完，可是地表溫度必定會很低，比冥王星概況溫度還低，大要會維持在40K擺布很長時候。
- 發表于 2020-06-12 02:00
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