几十亿年以来,地球为什么能保持温度基本恒定不变?

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几十亿年以来,地球为什么能保持温度基本恒定不变?

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  • 下壹站末
    下壹站末
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    主要有这几个原因:

    1 日地距离适中

    地球位于太阳系中,日地平均距离1.5×108km。地球距离太阳远近适中,太阳辐射到达地球上的能量使地球表面南北纬60°之间的广大地区温度在0℃~27℃,这样的温度条件适合生命的产生和发展。水星、金星、火星的组成和密度虽然和地球类似,但因为距离太阳太近或太远,表面温度和地球相差悬殊。如水星和金星距离太阳太近,它们距太阳分别为5.8×107km和1.07×108km,因此吸收太阳辐射能量要比地球分别多61%和28%,表面温度很高,像金星表面温度高达465℃~485℃;而火星距离太阳比地球远52%,表面温度又较低,大约在20℃~-140℃之间。

    2 地球自转速度较快

    地球自转速度较快,昼夜交替周期为24h,昼夜平均各为12h。这样因白天时间短,日照时间短,而不至于使地表温度升的过高;因夜晚时间短,地表散热时间短,而不至于使地表温度降得过低。水星的自转速度很慢,在水星上看来,一个“水星日”大约相当地球上的176天。这样因白天时间长,太阳照射时间长,白天温度可达427℃;同样,因夜晚时间长,散热时间长,夜晚最低可达-173℃。

    3 地球外围存在大气层(保护作用)

    地球外围有一层厚厚的大气层,当太阳辐射进入大气层后,太阳辐射中约有19%的能量被大气直接吸收,约有30%的能量被大气反射、散射到宇宙空间,这样到达地面的能量大大减少。如果没有大气层的吸收、反射、散射等保护作用,白天地表温度将比现在增高1倍,以至更高。

    到达地面的太阳辐射能量,除少部分被地面反射外,大部分被地面吸收。地面吸收的太阳辐射能量,以长波的形式辐射出去被大气吸收。大气吸收太阳辐射、地面辐射及其他能量后,以长波的形式向周围辐射,其中大气辐射的64%的能量又以大气逆辐射的形式回到了地面,对地面起到了保温作用。如果没有大气层存在,就没有大气逆辐射存在,夜晚地表温度将比现在低33℃,以至更多。另外,大气的存在使地球上形成了大气环流。大气环流使高低纬之间、海陆之间的热量得以调整,使地区间得以平衡,不至于有些地方的温度过高,有些地方的温度过低。

    4 地球表面水的存在(调节作用)

    世界海洋面积辽阔,占地球表面积的71%,水深巨大,平均深度为3800m,体积13.7×108km3。水的比热大,热容量大,1km3的海水温度降低1℃放出的热量,可使逾3000cm3的空气温度升高1℃。如果全球100m厚的表层海水降温1℃,它放出的热量就可以使全球大气增温60℃。

    夏天,太阳辐射强,但因海水是透明的液体,太阳辐射可以传至较深的地方;再者通过潮汐和波浪也可把浅层吸收的能量传递到深层。因海水的比热大、热容量大,夏天吸收的太阳辐射能量大量地储存在海水中,而不是完全地辐射传递给大气,所以造成夏天气温不是太高。冬天时,太阳辐射较弱,海水得到的能量较少,但海水夏天储存的太阳辐射能量在冬天辐射出来,使冬天的气温不致过低。这样海洋像一个巨大的空调机,调节着地球表面的温度。 地球上的水可以进行气态、液态、固态三态的转换,可以在海陆间、海上、内陆进行循环,伴随着水循环和水的三态的转化,使能量产生转换和转移。当一种或多种原因使气温升高时,固态的水就会转变成液态的,液态的水也会转变成气态的水,这种转化过程中就会吸收大量的能量,使气温升得不至过高;当一种或多种原因使气温降低时,气态的、液态的水就会转变成固态的水,汽态的水也会转变成液态的水,这就会释放出大量的能量,使气温降得不至过低。伴随地球上水的三态转变和水循环的实现造成能量的转移和转换,使不同的时间、不同地域的能量得以交换。

    世界大洋面积广大,彼此相通,在大气环流及其他因素作用下海水运动形成洋流。大气环流和洋流共同作用使高低纬之间的能量得以输送和平衡。

    5 地球公转轨道的偏心率小

    地球绕太阳公转轨道的偏心率处在变化中,最小时为0,最大时为0.067,变更周期为102000年,现在为0.017,因地球绕太阳公转轨道的偏心率较小,日地距离变化不大,所以当地球处在近日点时地球表面温度不会太高,处在远日点时温度不会太低。水星公转轨道的偏心率为0.206;火星公转轨道的偏心率为0.094,因偏心率大,距太阳远近距离变化大,所以其表面温度变化大。

    6 地球的体积和质量大小适中

    地球总质量约为5.974×1021t,表面积为5.1×108km2,体积1.083×1012km3,地球体积和质量大小适中。质量太大会吸引住太多的二氧化碳,而使“温室效应”加剧,气温增高。由于地表面积与质量比值很小,为0.085m2/106t,即每百万吨地球质量所占的表面积只有850cm2,可见地球热量的散失很慢。

    由于以上各种因素的共同作用,使地球表面温度白天不是太高,夜晚不是太低;夏天不是太高,冬天不是太低;间冰期时不是太高,冰期时不是太低;低纬度地区不是太高,高纬度地区不是太低。 现在地球表面的平均温度为15℃,陆地表面平均温度为22℃,适合各类生命物质的生存和发展。

    2017-11-22 12:55:06 0条评论
  • Angela大嘻嘻
    Angela大嘻嘻
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    首先来说年复一年,日复一日,地球的接受着太阳光,能力应该越聚越多,温度应该上升这事,真的应该这样么,人类每天三顿饭,按照以上推论,人类岂不是全是超级大胖子,当然是吃进去的东西进行转化为各方需求,而来自太阳的能量也是,不单只是用于温度。多么庞大的植物家族等着这太阳光呢。

    而最主要的原因还是地球的位置与大气层以及磁场有关,地球离太阳的距离就是那么刚刚好在宜居带上,多一分都闲近,少一分都闲远,而我们的大气层不会像冥王星都是雾霾迅速冷却,也不会像金星全部都是二氧化碳的高压锅,能有这么完美的大气层也取决我们有一个独一无二的电磁场,它保护了大气层免遭太阳风的轰击,不会像火星大气层一样被太阳风拐走。

    得天独厚的位置再加上完美无缺的保护,地球才有了基本保持不变的温度,在一个大致的范围内进行波动。

    2017-11-22 15:51:06 0条评论