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反照率、温室效应与辐射平衡

通过改变太阳辐射、反射率和红外吸收,测量表面温度的平衡收敛。

    E17 · 反照率、温室效应与辐射平衡准备
    您也可以通过下面的场景中的数字和控制进行实验。

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    反照率、温室效应与辐射平衡实验解说

    地球吸收的太阳能与发射的红外辐射之间的平衡与温度相关。通过改变太阳辐射、反射率、红外吸收速率以及热容量,比较平衡温度,并探讨如何达到该温度。区分导致最终温度变化的情况,以及导致变化发生所需时间的变化情况。

    它是怎么工作的?

    如果反射率很高,则吸收的太阳辐射减少。当大气吸收并重新发射红外辐射时,平稳的表面温度会升高。

    关键关系

    Te=[S(1−α)/(4σ)]¼ · Ts=Te·[2/(2−ε)]¼

    尝试这个实验

    1. 从 260 K 开始,我们计算 1200 天。请查看温度曲线和能量箭头,观察流入量与流出量的差异是否在减小。
    2. 运行并记录 ε=0.78 和 ε=0,以区分有效的辐射温度与地面温度。
    3. 保持太阳辐射,并记录 ε、反射率和热容量,通过分别改变它们。比较曲线的终点和斜率。

    解读您的结果

    如果只有热容量增加,那么经过足够的时间,平衡温度会如何变化?

    平衡是指吸收的太阳辐射与向太空辐射的损失相等。C 仅改变 dT/dt,因此它不会改变最终温度。

    假设与限制

    这是一个大气层第一层辐射平衡模型,仅吸收红外辐射。大气处于瞬时的辐射平衡状态,而表面具有恒定的热容量,该热容量通过 RK4 积分计算。 ε 不对应特定的二氧化碳浓度。云、对流、水汽反馈以及实际气候预测均未包含在内。