Земля согревается теплом солнца за счет явления

Тепло от Солнца

Тысячи измерений солнечных пульсаций позволили советским астрономам А. Б. Северному, В. А. Котову и Т. Т. Цапу сделать вывод об отсутствии у Солнца плотного ядра. А если у звезды нет ядра, то нет условий и для термоядерных процессов (см. так же статью «Химические реакции«). Из этого следует, что наше светило сжимается и расширяется со скоростью около 2 метров в секунду с периодом 160 минут. Установленно, что тепловое излучение Солнца имеет такой же период, а температура при этом изменяется на 1° С. Подтверждением гипотезы «Солнце — звезда переменная» служит изменяющийся с периодом в 160 минут блеск планеты Уран. В Геттингенской обсерватории (ФРГ) с 1972 по 1978 год проделали 246 измерений радиуса Солнца, который оказался равным 695 265 километрам (с точностью 0,01 процента).

В бесконечности Вселенной и в конечном атоме объем вещества крайне мал. Можно представить космос некоторой подвижной ажурной конструкцией из островов звездно-планетных систем в объемном океане силовых полей.

Солнечное тепло на Земле

Миллиарды лет планета Земля и другие планеты обогреваются теплом Солнца. И хотя до земной поверхности доходит лишь одна двухмиллиардная часть излучаемого светилом тепла, на каждый квадратный сантиметр поверхности суши и океана приходится в минуту 9,23 джоуля. Такое отопление эквивалентно сжиганию за три дня всех земных запасов нефти, газа, угля и дров. Если бы Солнце состояло из лучшего угля, оно выгоре­ло бы за 20 тысяч лет. И неизвестно, что сгорает на Солнце. С 1925 года, когда было открыто превращение водорода в гелий, существует гипотеза: внутри Солнца ежесекундно 657 миллионов тонн водорода превращаются в 652,5 миллиона тонн гелия, а 4,5 миллиона тонн массы переходят в тепло. Но сегодня эту гипотезу принимают не все.

Сама Земля также представляет собой генератор тепла, По расчетам Е. А. Любимовой, земной запас тепла достигает 317*10 29 джоуля, примерно столько же планета потеряла за весь период своего существования.

На Солнце выявлено всего 72 элемента таблицы Д.И. Менделеева. На 1 000 000 атомов водорода там приходится 63 000 атомов гелия, кислорода 690, углерода 420, азота 87, кремния 45, магния 40, неона 37, железа 32, серы 16, кальция 2,2, никеля 1,9 и аргона 1. Бора, бериллия и лития на Солнце незначительное количество, что объясняется их выгоранием в ядерных реакциях.

Во Вселенной установилось устойчивое равновесие между энергиями магнитного поля, космических лучей и межзвездного газа. Галактическое магнитное поле, как в ловушке, удерживает космические лучи, и внутри Галактики потоки космических лучей идут на Землю со всех сторон. Солнце добавляет к этому излучению свою долю — солнечный ветер. Энергия всепроникающих космических лучей велика и, по мнению академика А. Б. Северного, порождается магнитными полями.

Источник

Каким образом лучи солнца нагревают атмосферу, если между телами «земля-солнце» вакуум?

Я немного уточню другие ответы. Речь тут о том, что лучи солнца, вообще говоря, это не только свет (т.е. видимая часть спектра), но и ультрафиолетовое излучение, и инфракрасное, а также радиоволновое, рентгеновское и электромагнитное — те самые магнитные бури, о которых предупреждают сердечников по телевизору.

Прямая передача тепла от более нагретого тела менее нагретому требует контакта. А вот излучению никакая среда не нужна — оно прекрасно путешествует сквозь вакуум. Долетев до Земли, энергичные фотоны (а любое излучение — это фотоны) сталкиваются с атомами и передают им часть своей энергии, которая переходит в тепло. Нагревается, в основном, сама планета, потому что она значительно более плотная, чем атмосфера, и вероятность столкновения фотона с атомом там выше. Затем тепло от земли передается в атмосферу как в виде конвективных потоков, так и переизлучением.

5 · Хороший ответ

Нет. Только электромагнитное.

Электронейтральные фотоны притягиваются сильным магнитом где-то за Землёй? Простите, но это глупости.

Фотоноы света проходят через вакум без сопротивления. Попадая в другую среду (Атмосфера) часть энергии идет на ее нагрев, но очень мало и неэффективно. Впоследсвии свет проходит атмосферу практически бесприпятсвенно, передает энергию и нагревает землю и все объекты, которые в свою очередь передаю энергию\тепло атмосфере.

3 · Хороший ответ

Таким образом, что солнечные лучи это фотоны, и они прекрасно летят через вакуум. А когда они долетают до Земли, то они её нагревают. Наоборот если в космосе практически нет вещества, то практически нечему энергию лучей поглощать.

Источник

Как работает и греет Солнце

Солнце — главный источник энергии на Земле. Без него невозможным было бы существование жизни. И хотя все буквально вертится вокруг Солнца, мы очень редко задумываемся над тем, как работает наша звезда.

Структура Солнца

Чтобы понять, как работает Солнце, сначала нужно разобраться в его структуре.

• Ядро.
• Зона лучистого переноса.
• Конвективная зона.
• Атмосфера: фотосфера, хромосфера, корона, солнечный ветер.

Диаметр солнечного ядра составляет 150—175 000 км, около 20—25% солнечного радиуса. Температура ядра достигает 14 млн градусов по Кельвину. Внутри постоянно происходят термоядерные реакции с образованием гелия. Именно в ядре в результате данной реакции выделяется энергия, а так же тепло. Остальная часть Солнца нагрета этой энергией, она проходит сквозь все слои до фотосферы.

Зона лучистого переноса находится над ядром. Энергия переносится с помощью излучения фотонов и их поглощения.

Над зоной лучистого переноса находится конвективная зона. Здесь перенос энергии осуществляется не переизлучением, а переносом вещества. С высокой скоростью более холодное вещество фотосферы проникает в конвективную зону, а излучение из зоны лучистого переноса поднимается на поверхность — это и есть конвекция.

Фотосфера — это видимая поверхность Солнца. Из этого слоя исходит большая часть видимого излучения. В фотосферу уже не проникает излучение более глубоких слоев. Средняя температура слоя достигает 5778 К.

Хромосфера окружает фотосферу, она имеет красноватый оттенок. Из поверхности хромосферы постоянно происходят выбросы — спикулы.

Последняя внешняя оболочка нашей звезды — корона, состоящая из энергетических извержений и протуберанцев, образующих солнечный ветер, распространяющийся к самым дальним уголкам солнечной системы. Средняя температура короны — 1—2 млн К, но есть участки с 20 млн К.

Солнечный ветер — это поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы со скоростью около 400 км/с. Многие явления на Земле связаны с солнечным ветром, например, полярное сияние и магнитные бури.

Солнечное излучение

Плазма Солнца обладает высокой электропроводностью, что способствует появлению электрических токов и магнитных полей.

Солнце — самый сильный излучатель электромагнитных волн в мире, который дает нам:

• ультрафиолетовые лучи;
• видимый свет — 44% солнечной энергии (преимущественно желто-зеленый спектр);
• инфракрасные лучи — 48%;
• рентгеновское излучение;
• радиационное излучение.

Лишь 8% энергии отводится на ультрафиолетовое, рентгеновское и радиационное излучение. Видимый свет расположен между лучами инфракрасного и ультрафиолетового спектра.

Также Солнце является мощным источником радиоволн нетепловой природы. Помимо всевозможных электромагнитных лучей излучается постоянный поток частиц: электронов, протонов, нейтрино и так далее.

Все виды излучения оказывают свое влияние Землю. Именно это влияние мы ощущаем.

Воздействие УФ лучей

Ультрафиолетовые лучи воздействуют на Землю и все живые существа. Благодаря им существует озоновый слой, так как УФ-лучи разрушают кислород, который модифицируется в озон. Магнитное поле Земли в свою очередь формирует озоновый слой, который, как ни парадоксально, ослабляет силу воздействия УФ.

На живые организмы и окружающую среду ультрафиолет влияет многогранно:

• способствует выработке витамина D;
• обладает антисептическими свойствами;
• вызывает появление загара;
• усиливает работу кроветворных органов;
• повышает свертываемость крови;
• увеличивается щелочной резерв;
• дезинфицирует поверхности предметов и жидкости;
• стимулирует обменные процессы.

Именно ультрафиолетовое излучение способствует самоочищению атмосферы, устраняет смог, частицы дыма и пыли.

В зависимости от широты сила воздействия УФ излучения сильно изменяется.

Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет

Все тепло на Земле — это инфракрасные лучи, которые появляются благодаря термоядерному синтезу водорода с образованием гелия. Эта реакция сопровождается огромным выбросом лучистой энергии. До земли доходит порядка 1000 Ватт на квадратный метр. Именно за это ИК излучение очень часто называют тепловым.

Удивительно, но Земля выступает в роли инфракрасного излучателя. Планета, а также облака поглощают ИК лучи, а затем переизлучают эту энергию обратно в атмосферу. Такие вещества как водяной пар, капли воды, метан, диоксид углерода, азот, некоторые соединения фтора и серы излучают ИК лучи во всех направлениях. Именно благодаря этому имеет место парниковый эффект, который поддерживает поверхность Земли в постоянно подогретом состоянии.

Инфракрасные лучи не только нагревают поверхности предметов и живых существ, но и оказывают другое влияние:

• обеззараживают;
• улучшают метаболизм;
• стимулируют кровообращение;
• снимают болевые ощущения;
• нормализуют водно-солевой баланс;
• укрепляют иммунитет.

Почему зимой Солнце греет слабо

Так как Земля вращается вокруг Солнца с некоторым наклоном оси, в разное время года происходит отклонение полюсов. В первой половине года Северный полюс повернут к Солнцу, в во второй — Южный. Соответственно, меняется угол воздействия солнечной энергии, а также мощность.

То полушарие, которое повернуто к Солнцу, получает больше электромагнитных и других лучей, нагревается сильнее — наступает лето. Полушарие, которое отвернуто от солнца получает падающие вскользь лучи — наступает зима. Из-за измененного угла падения поверхность и атмосфера прогреваются слабее.

Из-за изменения угла наклона зимой Солнце проходится низко над горизонтом. Соответственно, его лучи проходят длинный путь сквозь атмосферу. Зимой тепловая энергия растрачивается сильнее, за счет того что инфракрасные лучи встречают на своем пути и обогревают в 4-6 раз больше воздуха. До поверхности планеты доходит значительно меньше тепла, поэтому кажется, что Солнце почти не греет.

Так как прозрачность воздуха достаточно высока, видимая часть солнечного излучения доходит в любое время года практически в неизменном количестве.

Источник

Что с Землей? Она нагревается

Все слышали про «глобальное потепление» или “парниковый эффект”, но не все понимают, что это, из-за чего и чем грозит. Зожник предлагает разобраться, почему «теплеет», на сколько градусов уже «потеплело», чем это хорошо и чем плохо, что будет дальше. Разумеется, только с научной точки зрения.

Действительно ли Земля нагревается?

Да, с начала XX века средняя температура воздуха повысилась на 0,74 градуса Цельсия. Причем, 2/3 этого повышения произошло после 1980 года.

За последние десятилетия скорость роста температуры на Земле продолжается. Каждое из последних трёх десятилетий было теплее предыдущего, температура воздуха была выше, чем в любое предшествующее десятилетие, начиная с 1850 года.

График средней температуры воздуха на планете Земля с 1880 года.

*Впрочем, даже тут, несмотря на консенсус мировых ученых, находятся и другие ученые, не видящие никакой тенденции, но зато углядевшие в теме “глобального потепления” миф и происки “врагов”: «Проблема глобального потепления — фантом и выдумка бывшего вице-президента США Альберта Гора, получившего за эту теорию Нобелевскую премию», — заявил директор Мурманского морского биологического института, академик РАН Геннадий Матишов. (2016).

Почему Земля нагревается?

Атмосфера Земли наполнена различными газами, многие из которых работают как пленка в парнике – препятствуют потери тепла, щедро поливаемого на нас Солнцем. Чем больше парниковых газов – тем больше солнечного тепла задерживается на планете. Это и есть «парниковый эффект».

Основные парниковые газы на Земле:

• водяной пар (ответственен примерно за 36-70% парникового эффекта),
• углекислый газ (9-26 %),
• метан (4-9 %),
• озон (3-7 %).

Содержание в атмосфере всех этих газов долгое время было стабильным. Пока не начало бурно развиваться человечество.

С тех пор как homo sapiens активно обжился на Земле, популяция заметно выросла, но еще больше выросло потребление, на которое работают разные индустрии – от животноводства до металлургии. И все это вместе выделяет в атмосферу углекислый газ. Часть выдыхает почти 8 млрд людей, часть – животные, но больше всего ( 3/4 всех выбросов углекислого газа за последние 20 лет ) выделяется во время сжигания нефти, угля, природного газа.

С момента начала промышленной революции содержание углекислого газа в атмосфере выросло на 31%, а метана – вообще на целых 149% . Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет.

И углекислого газа в атмосфере “благодаря” промышленной революции действительно становится больше. Вот так росли выбросы углекислого газа в атмосферу в последние 25 лет:

Ученые согласились, что текущее глобальное потепление с высокой вероятностью объясняется ростом концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, и, как следствие, увеличением парникового эффекта.

На сколько еще нагреется планета в XXI веке? Какие прогнозы?

Вероятная величина возможного роста температуры на протяжении XXI века на основе климатических моделей составит 1,1-2,9 °C для минимального сценария эмиссии ;

В случае же продолжения роста выбросов углекислого газа в течение этого века температура за это столетие может вырасти по разным оценкам на 2,4-6,4 °C – для сценария максимальной эмиссии . Разброс в оценках определяется принятыми в моделях значениями чувствительности климата к изменению концентрации парниковых газов.

При этом важно понимать, что повышение температуры воздуха – это только верхушка айсберга.

Больше всего задержанного на Земле тепла аккумулирует океан – около 93% (у воды, как вы знаете, теплоемкость выше, чем у почвы или воздуха), на нагрев атмосферы уходит только около 1% тепла от парникового эффекта.

Чем грозит дальнейшее нагревание? Какие прогнозы?

Пока температура планеты выросла менее, чем на 1 градус и изменения климата пока не особо заметны (разве что активно тают льды в Арктике).

В целом эксперты не могут со 100% уверенностью сказать, чем же именно может грозить нагревание планеты на 2-6 градусов и оперируют вероятностями. И не исключают в том числе и непредвиденных последствий.

Есть целый ряд предположений, чем грозит потепление:

• Повышение уровня мирового океана (за счет таяния льдов) – некоторые ученые говорят о цифре – на 0,5 метров за столетие.
• Таяние арктических льдов со скоростью примерно 600 тыс. км² за десятилетие.
• Изменения в количестве и распределении атмосферных осадков. В результате могут участиться природные катаклизмы: наводнения, засухи, ураганы и другие. Потепление должно, по всей вероятности, увеличивать частоту и масштаб таких явлений. Атмосфера становится более влажной, выпадает больше дождей в высоких и низких широтах, и меньше — в тропических и субтропических регионах Поскольку в систему «накачивается» больше энергии, атмосфера начинает вести себя более бурно.
• Изменение кислотности океанов. С 1890 кислотность океана повысилась на 30%. В 1995-2010 в верхних 100 метрах океана между Гаваями и Аляской кислотность повысилась на 6%. Последствия – изменение пищевых цепочек биосферы океана за счет живых организмов, чьи раковины образованы из углекислого кальция.
• Таяние вечной мерзлоты и образование провалов. Это особенно опасно из-за высвобождения огромных объемов парникового газа метана в атмосферу. Американский популярный блог Business Insider сделал даже отдельную статью об этом и приложил фото одного такого провала в 660 км от Якутска:

Неконтролируемый парниковый эффект?

Взаимное влияние изменения климата и экосистем пока плохо изучено. Все еще остаётся неясным, усиливаются или ослабляются эффекты глобального потепления в результате действия природных механизмов.

Например, увеличение концентрации диоксида углерода приводит к интенсификации фотосинтеза растений, что препятствует росту его концентрации.

Есть предположения экспертов, что в дальнейшем парниковый эффект может неконтролируемо увеличиваться за счет целого набора одновременно действующих факторов – вот это уже действительно опасно для сохранения жизни.

4 миллиарда лет назад атмосфера Венеры была больше похожа на земную и на ее поверхности была вода. Однако с тех пор активность Солнца заметно выросла и сейчас атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа и парниковый эффект нагревает поверхность планеты до 460 градусов по Цельсию. Впрочем, все равно со временем (примерно через 500 млн лет) жизнь на Земле в любом случае также станет невозможной для живых существ из-за роста солнечной активности.

Механизм неконтролируемого парникового эффекта, к примеру, может быть таким: рост температуры вызывает увеличение влажности в атмосфере, а водяной пар, в свою очередь, усиливает парниковый эффект, который увеличивает температуру и так по кругу .

Есть и другие факторы, которые вносят свой вклад:

• Этот эффект усиливается сокращением объема отражаемого с поверхности Земли солнечного света, за счет таяния снегов – изменение альбедо (площадь снега и льда на планете уменьшается по мере потепления, что приводит к увеличению поглощения солнечной энергии и дополнительному потеплению).
• Изменения облачного покрова (могут воздействовать как в сторону потепления, так и похолодания).
• Изменения углеродного цикла (например, высвобождение CO2 из почвы и океана).
• Увеличение инфракрасного излучения с земной поверхности в космос по мере её нагрева. По закону Стефана-Больцмана удвоение температуры приводит к увеличению излучения энергии с поверхности в 16 раз.
• Уменьшение объема зеленых растений на планете (они поглощают углекислый газ).

Положительное влияние парникового эффекта

Положительные изменения, по мнению члена научно-консультационного комитета климатического центра АТЭС для России вот такие:

• Увеличение периода навигации на Северном морском пути;
• Смещение на север северной границы земледелия, и связанный с этим рост сельскохозяйственных угодий;
• Снижение расходов энергии на отопление в зимний сезон для значительной части населённых пунктов.

А кто-нибудь вообще обеспокоен глобальным потеплением?

Да, безусловно. И решать эту проблему планеты даже собирались мировые правительства сообща. Киотский протокол – это как раз договоренности мировых правительств о снижении выбросов углекислого газа ради сохранения планеты.

Однако этот протокол действовал только до 2012 года (согласован в декабре 1997, вступил в силу в феврале 2005). Протокол охватывал более 160 стран мира и покрывал около 55% общемировых выбросов парниковых газов.

Страны, участвующие в протоколе, взяли на себя обязательства по ограничению выбросов с 2008 года по 2012 год. Цель — снизить совокупный средний уровень выбросов 6 типов газов (углекислый газ, метан, фторуглеводороды, фторуглероды, закись азота, гексафторид серы) на 5,2 % по сравнению с уровнем 1990 года.

Основные обязательства взяли на себя индустриальные страны:

• Евросоюз должен сократить выбросы на 8 %
• США — на 7 %
• Япония и Канада — на 6 %
• Страны Восточной Европы и Прибалтики — в среднем на 8 %
• Россия и Украина — сохранить среднегодовые выбросы в 2008—2012 годах на уровне 1990 года.

Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств на себя не брали. Однако после 2012 года экологические проблемы снова были оттеснены экономическими, второй этап Киотского протокола так и не был согласован и некоторые страны вышли из соглашения:

Источник