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主题:地球是唯一的太阳系行星正在经历着气候变化? -- PBS

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  • 家园 地球是唯一的太阳系行星正在经历着气候变化?

    前面我写了金星的温室效应揭示地球的二氧化碳不是全球暖化的原因温室效应不仅能增温,而且能降低行星昼夜温差以及围着火炉吃西瓜和高处不胜寒三个帖子,主要阐述了二氧化碳和水蒸汽的温室效应的一些差别和它们在太阳系里面的固体行星中的表现。在这些帖子里,我主要关注被加热的行星的温室气体的组成,性质,同时特别注意了被加热的行星所接受的太阳辐射能强度,并假定这些辐射能是个常数(这样的简化对讨论本身来讲比较方便),但既然谈到行星气候暖化,受热体的性质要讨论,加热体的性质也应该讨论。

    在讨论热能转移(不管是辐射还是介质传导)时,我们看到热能只能从高温热源向低温热源转移,这个热力学的性质决定了低温热源的时空变化只能伴随高温热源的时空变化而变化。

    在太阳系里,太阳是唯一的高温热源,其绝对黑体的温度是6000K,其它九大行星是低温热源,它们的“体温”由太阳通过辐射能维持。下面给个太阳对八个行星的能量“赞助表”:

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    在当今世界上我们经常说黑老大打个喷嚏,小喽罗就得感冒,太阳系里是否有这种现象呢?很可惜,太阳底下没新鲜事,热力学定理放之四海而皆准。

    太阳系内的地球由于被人类刻上了很多痕迹(最近的时髦流行又称作“碳痕迹”),太复杂,这里不好讲,我将另辟帖子讨论,此处仅仅讨论那些人类没搅和过的行星。做科学实验时,我最喜欢这种外部对照。

    先从火星讲起:二氧化碳在火星的极地冻结起来形成极冠(干冰团),

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    这个极冠随着温度的升降而变小变大。NASA的科学家发现自1970年以来至1990年,这个极冠在缩小,同时观察到火星的温度上升了0.65摄氏度。Mars Melt Hints at Solar, Not Human, Cause for Warming, Scientist SayMars Is Warming, NASA Scientists Report

    再看木星:木星上的红斑是最好的温度指示器-温度越高红斑活动越激烈,新的红斑越会形成。这里给个2006年一个新红斑产生的照片:

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    这个红斑还伴随着10华氏度的增温。New Storm on Jupiter Hints at Climate Change

    离地球最远的冥王星居然也在增温:最近14年来,冥王星的表面气压增加了3倍,提示是增温过程的结果。Global Warming on Pluto Puzzles Scientists

    令人震撼的结果来自海王星:美国科罗拉多的空间研究所科学家发现海王星自1980年至2004年来其红外辐射一直在稳步增加,显示其表温在升高:这个温度升高同地球同步。

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    Neptune New

    一个更好的对照实验是海王星的最大的卫星Triton也在同步升温:这个升温造成这个卫星上的液态氮变成气态氮,MIT researcher finds evidence of global warming on Neptune's largest moon

    所以,在1980年来的地球暖化同太阳系中其它行星暖化基本同步,强烈地提示全太阳系暖化的原因只能是老大--红太阳--在起作用,没有他,我们至今还在黑暗中摸索(-选自286同学发言)。红太阳的作用是可以被否定的吗?看来不能。

    这就是我们今天要特别提倡唱红打黑的的原因。

    在结束本帖之际,希望有兴趣继续看我将来的帖子的河友们去读月色溶溶河友的【月色物理问题教室】任何东西都能发出电磁波么?

    请各位思考一个问题:月球和地球到太阳是同一距离,为什么月球面对太阳一面是平均150摄氏度而地球面对太阳的一面是平均14摄氏度呢?

    换句话说,是否地球存在冰室气体呢?

    真的去喝水了。

    通宝推:回旋镖,李根,

    本帖一共被 5 帖 引用 (帖内工具实现)
    • 家园 俺喜欢这个调调。

      反对的时候有理有据。

      我一直觉得人类的能力要影响天地气候之类的大尺度物体还太弱,而有些人自信心过强,认为人类离上帝已经不远。

    • 家园 所谓的冰室气体是不是就是水?

      我猜大概是因为水的相变潜热比较大。

    • 家园 没有什么所谓的冰室气体

      月球:表面为岩石&尘土,热容量小,升温快

      地球:表面有大气层覆盖,大气层中的云本身对太阳辐射有一定的反照率,可以直接反射掉一部分辐射。剩余辐射加热受辐射区域的大气和地表。大气的流动可以对流/辐射/传导掉一部分热量,地面因为有土壤和水体,热容量比较大,升温慢

      所以我不认为有所谓的“冰室气体”。而且这个提法本身就不对

      • 家园 高空二氧化硫强烈地反射阳光

        就是冰室气体呀。火山爆发可以剧烈地降低全球温度。

        过去炼钢厂发电厂排出的含硫浓烟也可以降低全球温度。但现在都去硫了。

        • 家园 二氧化硫本身是温室气体

          二氧化硫属于短寿命的温室气体,具有温室效应。不过因为二氧化硫可以在数天内被氧化而从大气中清除,整体影响微弱,所以在研究温室气体的时候并不考虑。

          二氧化硫被氧化后,形成硫酸以及硫酸盐,从而出现液体和固体,这样就会与其他物质,特别是氨结合成为气溶胶。硫酸盐气溶胶可以增大对太阳光的反射作用,从而导致一个负的辐射强迫。在气溶胶的直接作用里面,硫酸盐气溶胶有很重要的贡献。

          而没有完全被硫酸中和的氨,会被逐渐氧化为硝酸,从而形成硝酸盐气溶胶,同样可以起到反射太阳光的作用,不过比起硫酸盐要弱。

          不过并没有冰室气体这个词。

          直接可以起到降温作用的气体是臭氧,特别是平流层的臭氧。

        • 家园 那应该是气体里面的粉尘造成的,不是单纯的气体作用的
      • 家园 能使地球增温的是温室气体,那么能降温的是不是冰室气体?

        所以我不认为有所谓的“冰室气体”。而且这个提法本身就不对

        那么温室气体的提法对不对?

    • 家园 喝完水还接着讲吗?

      比如说恒星演变过程,如红巨星,白矮星之类?再说说太阳现在处于什么阶段?

      然后再喝水,喝完后再讲讲太阳系演变过程和地区大气形成等?

      真的很喜欢你这个系列!

    • 家园 哈哈,原来我那个贴子那么有用.
    • 家园 给你两个图

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      太阳辐射月度平均的变化情况,1980年至2005年。两个颜色来自两个不同的文献。

      1600年以来的太阳辐射重建,免得你再把低限当成最佳值误导大众

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      • 家园 第二张图显示太阳辐射确实增加了

        从18世纪开始,太阳辐射一直在增加。按研究,CO2含量如果保持不变,气温仍会缓慢增长。则太阳辐射如果始终保持较高水平,地球的气温是否也会缓慢增长呢?

        另外,这两张图似乎不能反驳楼主的观点啊。

        • 家园 除了火星,其它外地行星都是液态星,并有甲烷

          太阳加热能被吸收在液态星体内,(液态物质比热比气体大得多,传导也比固体好-湍流传导),缓冲了辐射波动(水库功能)并被甲烷这类强有力的温室气体所保留。

          所以太阳辐射的趋势被表现出来了。

          NASA好像对火星的气候变化同地球同步性更感兴趣,因为火星毕竟同地球太相似了。

          看来锲而不舍的做基础研究很重要,谁能像老美长年累月地赞助对海王星的红外观察?有市场效益吗?

        • 家园 的确在增加

          注意到17世纪那个低谷么?正好就是著名的小冰期。记得小冰期平均温度比2000年来的平均温度低多少么?不足1度。从那个时候开始,太阳辐射一直在增加,对全球变暖是有贡献的。没人否认。但是究竟贡献了多少呢?

          二氧化碳含量保持现在的水平不变,气温会在一定时间内缓慢增长,等到地球达到新的平衡状态,因为二氧化碳而导致的温室效应就会基本不变了。

          我大约在下周初详细解释太阳辐射的变化问题和影响,主要依据就是这两张图。

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