大气的太阳能吸收的影响

最后一次更新在星期四,2023年3月23日|表面温度

目前地球上气候的理想化的照片raybet雷竞技最新太阳能吸收发生在地面上是有用的,但即使是目前地球上大约20%的太阳辐射在大气中吸收。对于其他大气,大气中吸收比例可能更大。吸收对气候的影响很大程度上取决于吸收的垂直分布,这就是我们将探讨在raybet雷竞技最新这里选中真实气体。

的两个关键问题我们想这部分是太阳能吸收的影响平流层温度剖面和太阳能吸收表面温度的影响。什么时候太阳能吸收强大到足以抑制对流冷却表面?即使主要影响平流层,应该牢记的是,间接反馈通过平流层对流层化学仍然可以有一个重要的影响气候。raybet雷竞技最新特别是,需要很少的大规模云大大影响地球辐射的预算,和平流层的温度会影响云的形成。的一个典型的例子,这一现象在当前太阳系是泰坦,平流层的有机霾云是辐射预算的关键球员。有人建议,这种云可能富含甲烷的缺氧早期起到了一定作用地球大气确实,类似的现象可能是宇宙中普遍存在。

天然气或冰态巨行星,大气吸收太阳能的问题更为重要,因为它是整个故事关于大气的外部能源供应,没有明显的液体或固体表面吸收太阳辐射。这个概要文件的吸收可以决定太阳能驱动阻碍或帮助对流,和(连同从室内热通量)决定了对流层所在地。这些行星包含可冷凝的物质的多样性和云层,其中许多是已知的吸收近/ R,可见光和紫外线辐射。然而,对吸收器的垂直分布,甚至哪些主要在巨行星在我们自己的太阳系。这是一个非常不稳定的区域我们将缺乏;几个指针到文献给出了进一步的阅读部分。的情况在太阳系外恒星吸收气体或冰巨人当然是更加不安,但提供了探索假设大气的宽的范围。

5.10.1近红外线和可见光吸收

我们将首先概述近/ R和可见吸收二氧化碳的特点,甲烷和水蒸气,图5.11和图5.12所示。这些都是来自HITRAN数据库中的数据。作为热/ R的情况,吸收系数有错综复杂的线结构导致精细与波数变化。总结的数据属性通过只显示箱的平均吸收宽度50 cm - 1。这是足以提供一个大意的气体吸收强烈,他们基本上是透明的地方。结果在一个标准的100 mb的压力,并且可以扩展(大约)线性其他压力在第4章讨论。

二氧化碳有茂密的森林附近的吸收特性,低于8000 cm - 1 / R和稀疏的弱吸收特征波数更高。我们看到立即的光谱类行星的恒星附近的重要性是非常重要的——/ R吸收。酷,红米星,恒星的光谱重叠与二氧化碳的吸收特征非常明显,而低得多(虽然决不微不足道)比例的热G明星输出导致吸收。同样的评论也适用于几乎所有红外激活气体。

的二氧化碳吸收功能发挥作用取决于有多少二氧化碳在地球的大气层,出于这个原因,我们转向pressure-adjusted路径,定义在部分4.2.1。准备1条300 ppmv二氧化碳的地球空气在地球重力,调整路径的基础上,参考图5.11中使用压力大约20 kg / m2,所以只有三个峰值,超越的吸收系数幅平方米/公斤,贡献显著大气加热。稀薄的火星大气层(目前的调整路径是相似的,13公斤/平方米,因此近/ R吸收幅火星与地球的礼物。)所有三个重叠明显峰值输出的一个专业,但只有两个更高的波数特性显著影响G像太阳这样的恒星。如果地球上二氧化碳增加到20%(摩尔分数)的大气层,然后路径超过15000公斤/平方米,因此所有吸收特性强于10-5m2 /公斤发挥作用,这需要一个相当可观的入射辐射G明星和M *更是如此。这么巨大的二氧化碳水平是典型的微弱年轻的太阳时间在地球上,也类似于所需的水平使冰消雪球状态;在这种情况下,由于近红外线吸收二氧化碳变成了气候的一个重要因素。raybet雷竞技最新如果我们去2条纯二氧化碳气氛,调整路径是2×105地球重力,在火星的三倍重力,并为一个典型的大规模的一半左右

5000 1”

图5.11:较低的面板显示的平均吸收系数50 cm - 1箱(左面板)和二氧化碳甲烷(右面板)。吸收系数计算T = 260 k, p = 100 mb。第75个百分位系数通常平均高出一个数量级。上面板显示分布的恒星辐射对于一个典型的酷,红米矮、热黄色G-dwarf像太阳。

6000 k

3000 k

“超级地球”。在这些价值观,大气是透明的大大缩小的差距,和大气光学厚在最下面的光谱区6000 cm - 1。100条金星那样大气吸收几乎所有传入的恒星辐射在图5.11所示的吸收区域,虽然净吸收通量的增加将是适度的,因为大气中已经吸收的大部分在顶部2栏可以吸收。

甲烷是比二氧化碳更强有力的近红外线吸收剂,和少透明窗口区域。这限制了潜在甲烷的温室气体在高浓度时,由于anti-greenhouse效应引起的上层大气的加热部分抵消了由于thermal-IR不透明表面变暖。目前地球上甲烷浓度的浓度在2 ppmv,调整路径只有0.06 kg / m2,所以考虑到典型的吸收系数的大小,近红外线吸收可以忽略。然而,如果浓度上升到1000 ppmv,易能在缺氧的气氛,CH4吸收相当大的一部分恒星通量低于10000 cm - 1。和之前一样,对气候的影响更重要的比G M *明星。raybet雷竞技最新

水蒸气有很强的吸收特性扩展到可见光范围,尽管它也相当好提供相对透明的窗口区域。有三种不同的典型的行星情况思考关于水蒸气。首先,在与地球相似条件下,水蒸气是小,可冷凝的组成部分,它是集中在低层大气。例如,在饱和100 mb厚靠近地面层在300 k有22 kg / m2的水蒸气,收益率pressure-adjusted路径约200 kg / m2。有几种有效的吸收峰值低于6500 cm - 1这个大的路径。因为水

图5.12:在图5.11中,但对于水蒸气。注意,光谱范围显示是二氧化碳和甲烷的两倍,因为水蒸气吸收强烈更高的波数。

与地球相似政权蒸汽吸收主要在地面附近,它几乎与地面反照率降低。然而,如果地面会吸收近红外线,净效应对气候造成的影响降至最低。raybet雷竞技最新在高表面反照率,吸收更重要。在一个雪球地球与250 k近地表气温,同一层仍有近5 kg / m2的调整路径,并指图5.12我们可以看到,仍然会有相当的近表面吸收。

第二个政权考虑是金星那样,水蒸气是noncondensible混合跟踪气体。20 ppmv大气中水蒸气金星的收益率超过3000 kg / m2 pressure-adjusted路径,这将会产生强烈的吸收一路15000 cm - 1,除了几个窄窗口区域。水蒸气因此扮演着非常重要的角色在太阳能吸收在金星上,就像它在金星的温室效应。比例,金星的大气中的水分不多,但由于大气中如此巨大的水加起来的数量相当大的价值,及其吸收进一步加强了高压的环境。

最后的考虑是一个政权失控的温室蒸汽气氛。顶级酒吧的气氛下地球重力pressure-adjusted路径为50000 kg / m2,所以几乎所有的明星的近红外线输出会吸收层,大大加热和影响地球的能量平衡。M *,这个光谱区包含大部分的明星的输出,因此,近红外线吸收有可能发挥关键作用的气候失控的温室M行星的大气层。raybet雷竞技最新

提供的光谱概述我们刚刚没有告诉我们精确的流量被吸收和吸收是如何分布在垂直的。为此,我们需要计算通量概要文件考虑充分吸收系数的变化。

为此,我们将使用指数和法计算大气的传输函数从顶部p水平每一组乐队覆盖,然后总结传播加权的入射恒星通量在每个乐队。这在本质上是一个计算的简化子集的家酿辐射代码在第4章讨论。在这个计算,热发射从大气中可以忽略不计,所以只需要计算传输的辐射进入从顶部。专注于最重要的功能,我们也会假定所有通量达到底部边界吸收,所以我们不需要考虑upward-reflected恒星辐射的传输。在大多数情况下,这是一个次要的影响,因为大气的光谱吸收的部分大多是枯竭的时候地面。进一步简化,我们假设大气透明外光谱的光谱区覆盖调查,和忽视瑞利散射。瑞利散射是在附近- / R相当疲弱,但瑞利散射的可见光和紫外线会保留一些被吸收的入射辐射在地上。最后,进行计算与一个固定的天顶角cos Z = 2,而不是平均的天顶角,季节在一些给定的纬度。资料都是计算受净下行恒星辐射350 W / m2进来顶部的氛围,但问题是线性的,流量很容易扩展到任何其他值。在每种情况下,我们计算了一个M * photospheric温度3000 k和G在6000 k星。重力加速度的计算进行了10米/ s2。

结果纯二氧化碳气氛,CO2-air混合物和纯净的水气氛图5.13所示。这些计算等温大气260 k,但是传输并不特别敏感温度剖面。当检查对数压力轴的通量,最好记住,如果F是流量,然后单位质量的升温速率正比于斜率dF / dp, p-1dF / d ln p。因此,一个给定的边坡在对数坐标中对应于一个更大的加热速度在低压力比在高压力。为摊位和温室气体加热率高,通常发现在空中,因为高层大气中得到第一次机会吸收光谱的一部分,吸收非常强烈。

在所有情况下,M *的吸收情况远远大于对于G星的情况,如预期。2条大气二氧化碳吸收30 W / m2事件350 W / m2的G明星,但M * 100 W / m2。对于这两种类型的恒星,大约三分之一的总通量沉积在压力低于100 mb,这将导致强烈的加热在高层大气中。尽管如此,大量的流量在低层大气吸收。在高度吸收表面像海洋或黑暗的土地,它无关紧要对流层的对流层温度是否能量被吸收或表面。在一个高度反光的表面,就像一个雪球,越低的影响大气吸收是降低有效的反照率,这将导致对流层的变暖。在任何情况下,垂直分布的吸收二氧化碳anti-greenhouse不显示明显的效果。

混合的情况下20%的二氧化碳在空气中非常相似,事实上导致仅略少总吸收,因为额外的二氧化碳在纯二氧化碳的情况下只能吸收部分频谱CO2是一个相对贫穷的吸收器。这是另一个典型的对数的依赖关系的实例辐射特性温室气体浓度。一般的含义是,恒星吸收二氧化碳应该只有轻微影响对流层气候在表面raybet雷竞技最新低反照率。随着表面反照率高,在一个雪球,我们预计一些温和的对流层变暖,它可以帮助在冰川的消失。例如,假设1000 mb的表面压力,大气吸收是6 W / m2之间的一颗G 400 mb和地面水平,为M *约两倍。如果表面的近/ R反照率是50%,那么一半的对流层中吸收表面会被吸收,所以额外的辐射强迫由于对流层吸收只是表示值的一半。假设60%的平均地表反照率在整个太阳光谱为一个透明,表面的太阳能吸收大气将140 W / m2。因此,额外的辐射迫使大量的能量预算的2.5%到5%之间。这不是压倒性的,将由冷却部分抵消由于平流层吸收。不过,这是一个应该考虑的因素在决定deglaciating雪球的条件状态。

现在让我们转向纯水蒸汽层扩展到压力的2条。这可以被认为是大气的顶部2栏经历一场失控的温室,或交替整个大气与大量世界海洋表面温度395 K左右。自吸收系数在这个例子计算固定温度为280 K,较低的透明度大气的一部分仍然被低估了,但是这个例子足以证明是多么有力的水蒸气吸收近红外线。即使在对数图50 mb的斜率大于500 mb的斜率,表明一个非常强烈的上层加热会导致明显的上层大气变暖。而小恒星通量就2条水平——只有150 W / m2在G明星案例和40 W / m2在M *的情况下。计算和更厚的大气层(图中未显示)表明,衰减如斯表面压力进一步增加。例如,在M *的情况下,只有15 W / m2为20条到达大气和5 W / m2 200酒吧氛围。一个热大气温度伸缩线的优势将进一步减少渗透,但精确的效果需要我们进入未知领域对温度定标的水蒸气在高温下连续。进一步,压力比例吸收系数的指数和代码可能低估了真正的谱线增宽的影响在非常高的压力,所以很可能在精确计算通量将进一步减少。G明星会有更少的吸收,但这将抵消更大的瑞利散射由于波长越短的恒星辐射事件。失控的温室表面将是一个非常黑暗的地方,几乎没有任何辐射渗透到地面。

对于有限的通量的气候影响穿透大气层,然raybet雷竞技最新而,它应该记住这个气氛也很光学厚的热红外,所以即使在2条M *情况下,低层大气将会达到一个很高的温度才能失去40 W / m2辐射扩散通过高度不透明的氛围。如果对流层顶上涨如此之高的加热,它吞噬恒星加热地区高空,anti-greenhouse效应将被抑制。即使在纯辐射平衡必须认为,如果水是一个很好的吸收恒星近红外线,这也是一个好的热红外发射器,和这两个因素之间的竞争的结果是不容易解决的。最能说在这一点上是近红外线的吸收蒸汽氛围必须被视为一个严重的因素,尤其是在M *的情况下。

现在让我们看一下类似地球的饱和水蒸气与空气混合,图5.14所示。在这种情况下,温度曲线影响很大,因为它决定了水汽的垂直分布。这些计算是一个大气潮湿绝热线。结果显示为一个热带表面温度300 K和雪球的表面温度250 K。与纯蒸汽气氛的情况下,吸收是困在类似地球的低层大气情况。这极大增加了对流层的加热,但是,在一个强烈吸收表面吸收只是表演的辐射能量直接存入对流层,本来吸收表面和沟通的对流层对流。当我们

向下的通量(W / m2)

图5.13:恒星通量计算使用指数和概要文件的传输函数为三人不同的氛围:2条纯二氧化碳(左),20%摩尔二氧化碳在地球空气(中)和2条纯H2O(右)。顶部的入射垂直通量的气氛是350 W / m2在所有情况下,和结果显示一颗G和M *光谱。

对于二氧化碳的情况,讨论了吸收更重要的表面高度反光的。在这方面,重要的是要注意,低水平吸收大量即使表面温度只有250 k。在G和M *情况下,吸收显著大于相应的低水平吸收二氧化碳的情况。自热带温度在雪球可以轻松达到250 k,太阳能吸收水蒸气可以显著帮助冰消,通过降低有效的表面反照率。任何过程,大气变暖将进一步增加大气水含量,从而进一步提高太阳能吸收。这就构成了一个新颖的水蒸气的反馈,通过水蒸气对太阳光谱的影响而不是热红外效果。

完整欣赏恒星温度剖面图上吸收的影响,一个人必须计算radiative-convective平衡的吸收。现在我们将讨论一些这样的计算,对于纯二氧化碳大气。在4.8节我们进行热红外radiative-convective解决方案通过固定地面温度Tg和发现大气中,在与上升流从地面辐射平衡。如果一个那么想知道Tg是由给定的恒星辐射吸收,只有必要Tg,直到实现所需的OLR变化。这个过程不会在大气的吸收,从传入的通量必须知道为了计算温度曲线。因此,在计算,我们采用不同的程序,指定传入的恒星辐射,利用温度剖面和之前一样,但这一次调整Tg,直到最重要的-大气能量平衡是满意的。大气的静态不稳定相对于地面温度,温度剖面重置到绝热线。

有各种方式方法调整Tg的问题。如果有人感兴趣繁殖的实际时间演化系统,它将需要使用表面下降恒星辐射和热红外测量表面温度变化;然后,动荡和辐射热通量躺空气将热量低,如果不稳定

向下的通量(W / m2)向下恒星通量(W / m2)

图5.14:恒星通量计算使用指数和概要文件的传输函数为饱和水蒸气在地球空气潮湿的绝热线。温度标签表明表面温度。左边的面板显示了G恒星光谱,结果虽然显示了M *结果的权利。这些计算考虑水蒸气的温度曲线的影响,但不包含temperature-scaling吸收系数。

结果,热量会通过对流混合向上。在我们的例子中,我们只得到平衡态感兴趣,所以任何过程收敛于平衡。以下简单的迭代工作在实践中很好。大意是,如果网top-of-atmosphere辐射(传入的恒星- OLR)向下,然后Tg需要增加为了让气氛更接近平衡;相反,如果净向上,Tg需要增加。恒星的吸收不是对温度非常敏感,所以OLR Tg的变化主要影响。因此,目前存在的主要问题是如何算出气候敏感性,dOLR /壳体。raybet雷竞技最新如果大气光学厚度,增加与大气温度Tg固定不会改变OLR,但是这个过程我们设想增加Tg温暖大气的其余部分通过对流和辐射,这最终导致OLR的增加。关键简化迭代估计dOLR /壳体如果大气中灰色的气体。具体来说,我们计算辐射温度从< jT4ad = OLR,因为我们知道传统的OLR的辐射计算。然后,气候敏感性估计raybet雷竞技最新dOLR /壳体«4 at4ad。采用约定的净通量下降是负的,在每个时间步迭代执行

T rad Ftoa是净top-of-atmosphere通量和中亚松驰因子e是一个调整地面温度的目标部分,使稳定的迭代。下面的计算进行e = . 05,它提供了一种合理的稳定性和收敛速度之间的妥协。这个迭代过程相当特别,无疑有更复杂的计划,其他有着坚实的基础。然而,我们发现它在一系列情况的服务很好。

图5.15和5.16显示radiative-convective均衡结果纯二氧化碳大气,使用这个过程。在通量资料显示之前,表面被认为是完全吸收。结果在图5.15与350 W / m2处于平衡状态

图5.15:Radiative-convective平衡受传入恒星通量的350 W / m2纯二氧化碳大气,行星与10 m / s2表面重力。前两个面板表面压力2栏,右边的面板表面压力的20条。假设表面完全吸收。在2条情况下,计算没有大气的吸收进行比较所示。G星情况下假定黑体光谱的辐射温度为6000 k,而M *情况下假设3000 k。

的恒星辐射,在行星的表面重力10 m / s2。在2条G星情况下,近红外线吸收适度温暖平流层相对于不是吸收谱的情况。吸收的影响表面温度图中很难检测到。它相当于一个冷却约4 k。对于M * 2酒吧的情况,全球变暖在空中更明显,还有对流层顶的显著降低。在这种情况下造成的表面冷却吸收15 K,不过考虑到高表面温度这几乎是一个非常重要的作用。当表面压力增加到20条在M *的情况下,表面温度急剧增加,但平流层温度变化小,主要作用是轻微变暖最高的同温层,使得平流层等温。20酒吧气氛的不是吸收谱的情况下(没有显示)密切遵循绝热线,很高的对流层顶。表面冷却引起的吸收在这种情况下增加到22 K,但是这个偏移量小的额外温室气体造成的全球变暖增加了表面温度460 K。

最后,举一个例子为稀薄的大气层的情况,我们将展示一种计算在当前火星政权在图5.16。这个计算是用火星引力,G明星照明。我们看到,在浓密的大气情况下,G的吸收导致只有一个温和的气候变暖的平流层。观察到平流层的温度明显比计算暖和,这表明近红外线吸收本身并不能完全解释火星平流层温度在这听起来。吸收由于灰尘是一个可能的罪魁祸首,但由于全球范围内影响平流层环流可能发挥作用。

摘要纯二氧化碳大气的情况是恒星近红外线吸收引起温和平流层变暖对于行星G恒星的情况和米星星更明显平流层变暖,但无论哪种情况,恒星的吸收导致平流层的脾气

现在火星的情况

图5.16:Radiative-convective平衡现在的火星。入射太阳能通量是250 W / m2,选择收益率对流层温度类似于图中所示的观察。观察显示的比较是夏日午后热带测深,火星环球探测器无线电掩星数据集。

原系统反演;温度是单调递减。吸收的影响在对流层温度冷却。因此,反温室效应是不是非常重要的纯二氧化碳大气。我们也会注意到,所有的平流层与对流层以上结果相比光学薄,这意味着快乐的结果,表面温度的合理估计的基础上可以简单和迅速all-troposphere OLR模型。

厚的radiative-convective行为水蒸气氛围提出了更多的挑战,因为极端的光学厚度的水蒸气在近红外线和thermal-IR。这是一个非常富有的问题之间的微妙的平衡需要考虑非常缓慢的辐射冷却和少量的恒星表面的辐射,以及凝结在绝热线的影响和表面压力和温度的增加大气与海洋平衡。热蒸汽的大气层的最大利益,也出现在很大程度上不为人知的行为的水汽连续在高温和压力。我们将离开这个内容深刻而有趣的问题作为研究的主题。这是一个重要的问题,因为恒星的吸收有可能显著增加阈值触发一个失控的温室所需照明。读者现在posession所有必要的工具来执行这样的一个调查。

5.10.2紫外吸收

因为它对近地表地球上的生命的重要性,臭氧(O3)可能是最熟悉的紫外线吸收气体。的兴趣源于较短的波和更精力充沛的紫外线辐射造成严重破坏形式与关键生物分子的生活,因为我们知道,特别是遗传信息编码DNA。它是一个高度地球的观点一样,一个臭氧保护是必要的保护一般复杂生命免遭死亡紫外线辐射,但尽管问题、臭氧平流层温度结构有非常深刻的影响,发挥关键作用的前景检测O2(大概氧光合生活)太阳系外行星。

通常以紫外线波长纳米(纳米或10-9m)。辐射开始变得有害于地球生命在320 nm,波长短于300海里导致极端的伤害。臭氧在保护地球的一生中扮演一个突出的作用从UVB (320 - 280 nm)和短波紫外线辐射(280 - 100海里)。太阳x射线波长较短的紫外线,更不用说,更致命的,但是有很多分子有效地吸收波长短于100海里。例如,二氧化碳,这是比地球大气中O3更丰富,是一样吸收剂O3附近的140海里。相比之下O3是一种有效的吸收200到300纳米,而二氧化碳和其他合理丰富的大气气体几乎是透明的。臭氧吸收也明显在400到700纳米的范围内。这些波长不是特别损害生命,但因为恒星的输出是丰富g级别和热明星在这个范围内,对大气加热的影响是显著的。

大气的臭氧是一种功能丰富的免费的O2,受到紫外线辐射的轰炸。到目前为止,地球是唯一已知的例子,这样的氛围。臭氧是一种高活性物质寿命很短。因此,它是非常不均匀的。特别是,在地球的大气层臭氧集中在平流层层附近的高度,其产量是最强的。在早期,当有更少的O2,臭氧层可能是发现在低海拔。目前,最大的臭氧值发生在大约20 mb水平在热带地区,并达到2 ppmv的值。浓度下降两个数量级对流层顶是走近。即使在这样的低浓度,臭氧是一种非常有效的吸收器。1 ppmv集中层大气以上20 mb给这一层光学厚度超过4.0在250海里,这是足以排气几乎所有波长的紫外线通量。详细的数据紫外吸收O3和其他气体的光谱可以在参考资料中列出的发现进一步的阅读部分。

加热由于臭氧紫外线吸收对平流层温度profiel有着重要影响,但臭氧也是一个非常强大的吸收器的热红外范围。这是唯一丰富的红外吸收器集中在平流层,,这个意义上提供了一个与水蒸气,这是集中在对流层。

现在我们将开展一些与ccm辐射计算模型,说明关键臭氧的影响在一个类似地球环境。我们采用一种理想化的臭氧的3号= exp (- (p - 20 mb) 2 / (50 mb) 2) (5.59)

硝酸盐是臭氧的摩尔混合比和峰值,我们采取2 ppmv在下面的计算。图5.17的左面板显示了一个包含地球大气空气净通量下降和臭氧,但没有其他气体。大气中照亮了400 W / m2的入射辐射,25 W / m2由瑞利散射反射回来。地面被假定为完全吸收。温度曲线是无形的,因为紫外线吸收几乎是独立的温度为典型的行星的温度。的阳光不分散,大约15 W / m2在臭氧层吸收。这包括几乎所有的有害的UVB和短波紫外线辐射。鉴于该地区的低质量的氛围,吸收产生相当大的加热,应该大幅温暖的平流层。有一些弱吸收在对流层内,这是由于氧气。

一个关键问题是导致平流层臭氧平流层温度随高度增加,是在地球的大气层中看到。右边的面板图。

1000 E-1_1_1_1_ ! _1_1_1_1_ ! _1_1_1_1_LJLi_i_i

向下太阳能通量(W /米)

臭氧+ LW西南

——•■臭氧LW

——干绝热线

l4O l6O交响乐团2 oo 22 o 24 o 26 o 2 3 oo

lOOO ri我我我我我我我我我我我我我我我我我我我我我我我我我l4O l6O交响乐团2 oo 22 o 24 o 26 o 2 3 oo

图5.17:左面板:净向下太阳能通量的大气臭氧概要文件中描述的文本。的计算进行了等温300 k的气氛,但从本质上说,结果是对温度不敏感。传入的太阳辐射是400 w / m2,其中一些是由瑞利散射散射回来。右面板:Radiative-convective平衡的干燥的空气包含300 ppmv的二氧化碳,计算三种情况如下。薄固体张开圆曲线——没有臭氧或太阳能吸收;虚曲线与填充圆-臭氧热红外效果整合;厚坚实的曲线——臭氧红外线和太阳能吸收合并。平原虚曲线给出了第三例绝热线。病例之间的地面温度略有不同,但图中不同的是不可见的。所有计算都是表现与ccm辐射模型。

5.17使用ccm代码显示radiative-convective平衡计算,计算与含有300 ppmv二氧化碳的干燥的气氛中,对流不稳定层的调整干燥的空气绝热线。所示的配置文件在400 W / m2的平衡入射太阳辐射。结果与臭氧与控制一个透明的太阳能CO2 /空气混合物。在控制的情况下,radiative-convective平衡温度随高度减少单调,就像在第四章的仿真。

由于双臭氧的作用作为一个红外线和紫外线吸收剂,对温度曲线的影响是复杂的。这个特殊的模拟在这种情况下,引入的臭氧对红外吸收的影响引入了一个低平流层温度随高度增加。这是因为臭氧集中在空中,和吸收波长,逃脱的对流层二氧化碳的影响。这导致了一场激烈的加热层,它必须热身,直到进入平衡。没有太阳能臭氧吸收,然而,平流层上层温度随高度仍然急剧下降。介绍太阳能吸收变暖上大幅平流层,并导致它与高度增加。它还导致对流层顶的明显降低。

臭氧对平流层温度的影响是深刻的,但其对地表温度的影响是较温和的,基本上看不见图5.17。为控制情况下,表面温度是295.48 k。它上升到297.8 k时臭氧红外效果介绍,由于温室效应的臭氧。然而,当太阳能臭氧吸收带进画面,平流层的变暖允许上层大气辐射更好的空间,这使表面温度回落到295.22 k。因此,在平流层臭氧的主要气候影响,尽管很可能对对流层对流层顶的降低会影响气候。raybet雷竞技最新此外,没有缺氧早期地球大气中的臭氧会导致平流层冷得多,这是很重要的考虑在工作的化学Titan-like平流层云霾。

水蒸气、二氧化碳和甲烷吸收所有波长短于180 nm紫外线很强烈,但是唯一常见的大气成分与长波长臭氧二氧化硫竞争。这种气体是丰富的火山出气,但在含氧大气形成硫酸盐由因雨取消删除如果地球支持液态水。在干燥的行星或行星没有氧气,二氧化硫可以建立更高的浓度,但其作为一个紫外线屏蔽仍然取决于大气化学。事实是,它吸收紫外线这么好会分离分子,问题是是否有化学途径可以恢复它。然而,毫无疑问,二氧化硫是一种分子,拥有很有趣的前景作为中介的行星气候演化,尤其是针对这也是一个事实raybet雷竞技最新温室气体。

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