14-08-2023
Эффекти́вная температу́ра — параметр, характеризующий светимость (полную мощность излучения) небесного тела (или другого объекта), т. е. это температура абсолютно чёрного тела с размерами, равными размерам небесного тела и излучающего такое же количество энергии в единицу времени.
В соответствии с законом Стефана — Больцмана светимость сферического абсолютно чёрного тела с радиусом , т. е. площадью излучающей поверхности :
Таким образом, эффективная температура объекта равна температуре абсолютно чёрного тела, с единицы поверхности которого в единицу времени излучается энергия .
В случае небесных тел, окружённых атмосферами, эффективная температура определяется температурой внешнего излучающего слоя атмосферы с оптической толщиной : в случае звёзд — фотосферой, в случае планет — верхними слоями атмосфер. И в случае небесных тел с собственными источниками энергии (звёзды), и в случае небесных тел, получающих энергию от центрального светила (внутренние планеты, атмосферы которых содержат парниковые газы), эффективная температура ниже температуры недр звёзд или поверхностей планет.
Земля освещена Солнцем с одной стороны, поэтому величина падающего потока излучения будет равна: , где - это солнечная постоянная. Вследствие того, что Земля отражает часть излучения, с учётом среднего по всему спектру альбедо Земли поток энергии, поглощённой планетой будет равен: , где - геометрическое альбедо Земли. В равновесии поток поглощённой энергии равен потоку излучающей (выражающийся из закона Стефана-Больцмана), получаем равенство:
откуда следует, что:
Где — это постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,67·10-8 Вт/(м2 К4).
Откуда численное значение эффективной температуры Земли равно 249 К, или −24 °C.
Реальное значение средней температуры земной поверхности выше, благодаря парниковому эффекту.
Это заготовка статьи по астрономии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Эффективная температура.