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\ begingroup美元

(问题从物理转移到地球科学)江南体育网页版

地球大气是否达到了一种平衡,使输入的辐射能量大致等于输出的,还是输出的辐射能量显著低于输入的,因为能量被用来加热物质?换句话说,如果大气的成分与现在完全相同,那么大气是会继续变暖,还是会保持现在的温度?

如果查克·诺里斯瞬间从大气中去除所有人为和奶牛制造的温室气体,大气温度会在几年内恢复“正常”吗?还是会因为大气、海洋和陆地的高热容量而出现显著的滞后?

希望您能对我的问题进行更精确的修改。

\ endgroup美元

    1回答1

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    \ begingroup美元

    对于温室效应来说,问题不是热容的问题。例如,二氧化碳有一个比热容0.843 J g$^{-1}$ K$^{-1}$而大气中最大的组分$\ce{N_2}$则含有a比热容为1.039 J g$^{-1}$ K$^{-1}$而水蒸气,地球上最常见的温室气体,有一个比热容为1.865 J g$^{-1}$ K$^{-1}$.因此,就热容而言,变暖不一定是热力学问题(尽管在某种程度上,它是熵的问题)。

    有些气体是温室气体的原因与其说是热力学问题,不如说是辐射转移问题,但这两者在分子结构上是重叠的。水蒸气的吸收光谱说明它吸收了大部分红外辐射。这个图表演示了不同气体吸收不同波长辐射的多少。

    你可能会问"这很好,但为什么有些气体只吸收部分光谱?"嗯,这有点复杂,取决于分子结构、量子力学和光谱学。

    直接回答你的假设问题:

    地球大气是否达到了一种平衡,使输入的辐射能量大致等于输出的,还是输出的辐射能量显著低于输入的,因为能量被用来加热物质?

    在某种程度上,是的,这是一个基本假设基尔霍夫定律

    如果大气的成分与现在完全相同,那么大气是会继续变暖,还是会保持现在的温度?

    在看到重大变化之前会有一个滞后傅立叶定律.但由于水蒸气是一种温室气体,我们最好不要灵机一动把所有温室气体都带走。此外,我们需要温室气体来维持生存——如果温室气体太少,我们都会冻僵。

    地球大气是否达到了一种平衡,使输入的辐射能量大致等于输出的,还是输出的辐射能量显著低于输入的,因为能量被用来加热物质?

    我们几乎总是处于某种辐射平衡,每基尔霍夫定律.例如,一个物体变得越热,它冷却的速度就越快斯蒂芬玻尔兹曼定律

    \ endgroup美元

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