太阳光抵达地球变热
首先 , 我们先来看看太阳光从本质上来说到底是什么 。 太阳光 , 其实质是电磁波 , 如果从广义上来解释它的话 , 其实就是“来自太阳所有频谱的电磁辐射” 。 其中包含有紫外线、可见光和红外线 , 这里面的可见光属于短波 。
那么 , 按照上文当中从微观粒子运动产生热量的角度来理解“地球温暖”的话就很容易了 。 毕竟我们的空气当中可是富含着大量的分子 , 其密度也是远远高于宇宙的 。 所以 , 太阳的热辐射 , 也就是标题所说的“太阳光” , 它在照到地球上时 , 就会让这些分子的运动频率加快 , 然后转化成更多的热能 。
其次 , 太空的真空环境对于地球能吸收到大量的热辐射也起着关键的作用 。 大家可以想象一下 , 如果说日地之间的太空并不是真空的 , 而是和地球上一样密度很高 , 那会是怎样的结果?
很明显 , 假如是这样 , 那么太阳光在穿过日地之间的过程当中 , 就会被大量地吸收 , 最终抵达地球的可能就所剩无几了 。 恰好是太空当中的环境 , 使得太阳光在传递的过程当中 , 被“吞掉”的微乎其微 , 给了我们地球更多吸收转化的机会 。
所以 , 能够看出来 , 温度的产生实际上与所处环境的粒子密度是息息相关的 。 当然 , 太阳作为发出辐射的“热源” , 其作用也是非常关键的 , 这二者缺一不可 。 地球上面的各个“圈层” , 都能使进入的太阳光变得充分转化为热能 。 在夜晚时 , 还能锁住部分“热量” , 是气温不会出现断崖式下降 。
不过 , 也不是任何一颗星球都可以像地球这样 , 有效地吸收阳光、转化阳光并且锁住余温 。 以地球的忠实“粉丝”月球为例 , 按理来说它和地球与太阳之间的距离 , 从大尺度上而言是所差无几的 。 可是登陆月球的宇航员都表示 , 月球的表面温度在零下180℃到160℃之间 , 不仅有着巨大的温差 , 也基本不会在我们认知当中“正常的温度区间”停留 。
因此 , 人类如果在未来时 , 想要前往月球之上建立基地并且长期生活 , 就必须要思考我们怎么克服这种“忽冷忽热” , 并且其温度远超我们人体承受范围的环境 。
大气层的保温作用
在人类寻找宜居星球的这些年中 , 总是会特别的关注温度和水源 , 毕竟在地球上 , 生命的诞生就与这二者息息相关 。 当然 , 大气层也备受关注 , 我们甚至还因为“大气层”对个别的行星产生了误解 。
没错 , 这个被误解的行星正是地球的姐妹“金星” 。 作为距离我们最近的一颗行星 , 金星在上个世纪六十年代 , 一直都是人类心中的“白月光” 。 简单来说 , 科学家们当时对于金星寄予了厚望 , 毕竟它被一层厚厚的大气层包裹着 , 而按照人类对于地球大气层的理解来看 , 这样的大气必有保温作用 。
这种理解确实没错 , 大气层能够有效地锁住“温度” , 使得地球不会像其他星球那样忽冷忽热 。 不过金星的大气成分实在是出乎意料 , 其中96%以上都是二氧化碳 , 使得它的保温作用过于“显著” , 导致其内部温度快速上升 , 且一直维持在一个非常高的位置 , 高达460多℃ 。
通过金星大气层这个“反面案例” , 想必大家对于大气层的保温作用有了更深刻的了解 。 实际上大气对于太阳光 , 或者说是太阳辐射 , 起到了很多的作用 。 一般来说 , 当太阳辐射接触到大气以后 , 它会有三种不同的命运 , 一部分被反射回宇宙当中 , 一部分被大气吸收 , 还有一部分会被散射 。
这三种作用是同时进行的 , 并且对于地球的影响也会不同 。 首先来说说反射 , 大气当中的各种分子、杂质都能对太阳辐射进行反射 。 此外 , 还有云层 , 也能起到反射的作用 。
飞机探测资料表明: 云厚为3000米的高积云的反射能力为73% 层积云的反射 能力为64%;棍合状的层积云和积云反射能力为52%;有空隙的层积云的反射能力为46% 。
大气对于太阳辐射也有着明显的吸收作用 , 比如说臭氧 , 就能使高层大气当中出现典型的逆温区 。 而水分子是其中最为重要的“吸收介质” , 一般来说 , 大气当中的水汽如果比较多的话 , 太阳高度角又刚好很低时 , 水汽所吸收的太阳辐射占到太阳辐射总能量的20% 。
【为何太阳光照到地球会变热,但日地之间的太空,却冷到不行?】至于散射 , 则是说当阳光的光束进入大气后 , 会与各种分子或者尘埃相遇 , 它们会阻挡阳光 , 时期发生散射现象 。 所以 , 散射从本质上来说 , 与大气中各种介质的大小是密切相关的 。
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