假如太阳不发光，地球表面温度将下降到多少度？
我们可以操纵热力学常识进行估算，若是太阳不发光，那么地球概况的平均温度将在几天内下降到冰点（0℃），颠末很长时候后，最终连结在40K摆布，当作为一颗冰冻星球。
太阳辐射
自从地球降生之日起，我们地球时时刻刻都在接管太阳的辐射能量，这样的“恩德”持续了45亿年，我们利用的风能发电、水力发电、火力发电，若是究其底子，会发现这些能量的泉源就是太阳能。
好比远古植物操纵光合感化接收太阳能，身后埋入地下形当作了煤炭；地表水接收太阳辐射后蒸发，在高处遇冷形当作雨水，雨水汇集当作河水，河水顺流而下才能进行水力发电。
地球概况的平均温度在15℃摆布，这是地球标的目的外辐射热量和领受太阳辐射配合告竣的热力学均衡，并且仍是动态均衡，因为地表任何处所的辐射时时刻刻都在发生，可是只有面标的目的太阳的一面才能领受太阳辐射。
地球的热均衡
其实我们可以操纵热力学常识，来粗略计较这种热均衡，从而得知太阳不发光后，地表温度将下降几多，不外我们起首要来领会地球的热均衡。
地球的热量来历本家儿要有两个路子——太阳辐射和地热能，此中地热的能量也有两个来历，一是地球降生之初熔融状况保留下来的热能，二是地球内部放射性物质衰变发生的能量。
地壳平均厚度有17公里，地幔与地核则是高温物质，地心温度更是高达6000度，可是地壳对温度传导来说其实太厚了，内部的热能标的目的地面传导的速度很是慢，要知道地球降生了45亿年，可是内部温度下降了不到500度。
当然地球内部的物质衰变供给了良多能量，假如没有物质衰变的话，我们可以来看赫赫有名的开尔文爵士（1824~1907年）在一百多年前的一个计较，那时他认为地球降生之初是熔融状况，温度在4140K，颠末必然时候后冷却到此刻的温度，然后他按照岩石的传热系数和热力学辐射定律，计较出地球春秋为9800万年，这就是不考虑地球内部物质衰变的成果。
对于其他行星，好比木星的焦点温度高达29万度，可是木星的概况平均温度仍是低到-150℃，这申明行星内部的热源对概况温度的影响很是弱，起码远远低于母恒星的影响。
行星概况温度的计较
太阳辐射的强度用太阳常数暗示，在地球轨道处，太阳常数大约为1367W/m^2，也就是说在太阳垂直照射时，每平方米上太阳辐射功率为1367瓦特。
因为地球是球体，概况积是地球投影面积的4倍（球面积=4πr^2），所以对整个地球概况来说，每平方米领受太阳辐射的功率大约是1367/4=342W。
我们再操纵物体辐射时的斯特藩-玻尔兹曼定律：
j*=εσΤ^4；
此中j*为辐射度（单元是W/m^2），T 为热力学温度， ε为黑体的辐射系数（绝对黑体的ε=1），斯特藩-玻尔兹曼常数σ=5.67*10-8W/(m^2·K^4)。
忽略地热影响，把地球看作绝对黑体，达到热均衡时，地球标的目的外辐射的能量等于领受到的太阳辐射能量，也就是：
342=σΤ^4;
获得：
T≈279K=6℃
比现实的15℃略低，这可以看作是地热能的影响。
同样的法子，我们可以计较冥王星的概况温度，冥王星与太阳的平均距离是39个天文单元，概况平均温度 为-223℃（50K），大气很是菲薄单薄，冥王星轨道处的太阳常数S降低为：
S=1367/（39^2）≈0.9W/m^2，
操纵斯特藩-玻尔兹曼定律成立公式有：
0.9/4=σΤ^；
获得：
T≈45K=228℃；
与现实值223℃根基吻合，申明我们的计较方式是准确的，可是这个方式不适合计较金星这样的行星，因为金星大气的温室效应太严重，以金星概况温度计较会发生很大的误差。
太阳光后的地表温度不发
假如太阳不发光，那么地球就掉去了太阳辐射供给的能量，在远离恒星的宇宙中，只剩下宇宙微波布景供给的3K，理论上时候足够长的话，地球概况温度将下降到3K（大约-270℃）。
现实上地球内部的热能，会在很长时候内给地表供给热能，甚至到太阳系扑灭时还没用完，可是地表温度必定会很低，比冥王星概况温度还低，大要会维持在40K摆布很长时候。
- 发表于 2020-06-12 02:00
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