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天文科普 | 如果地球向太阳靠近20厘米,会引发蝴蝶效应,导致全球灾难吗?

2022-11-29 00:17| 发布者: imufu| 查看: 82887| 评论: 0

摘要: 太阳是太阳系中唯一的发光天体,当然也是所有天体光和热的来源,像水星和金星这样的岩石星球由于离太阳比较近,因此当它们面对太阳时表面温度会过高,尤其是金星拥有浓厚的大气层,温度达到了约500摄氏度,比水星的 ...
太阳是太阳系中唯一的发光天体,当然也是所有天体光和热的来源,像水星和金星这样的岩石星球由于离太阳比较近,因此当它们面对太阳时表面温度会过高,尤其是金星拥有浓厚的大气层,温度达到了约500摄氏度,比水星的表面的温度还要高。



而火星以外的世界,包括火星在内,又离太阳的距离过远,由于不能获得足够的热量,导致水无法以液态的形式存在,这两种情况下都无法存在生命。

因为液态水是我们目前所知的生命形式必须的要素,可是地球在太阳系中的位置恰到好处,而且一切也被安排的刚刚好!

在地球上,由于地球有合适的质量,可以保持一个合适的大气压,由于距离太阳有一个合适的距离,所以地球大气的平均温度是16摄氏度,水可以以液态的形式存在,并且这个温度也适宜万物的生长和繁衍。



地球以这样的姿态稳定运行了数十亿年,那么如题所问,假如我们用一股神秘的力量,将地球轨道的平均距离向太阳方向靠近20厘米,地球会出现什么情况?

我看到很多人回到说,地球的气温会升高!或者是带来蝴蝶效应产生大的灾难!确实太阳的光度会随着距离的增加以平方反比的形式减小,也就是说远离太阳一倍,接收到的太阳能量会降低两倍,但20厘米不会对地球产生任何影响,为什么这么说呢?



因为我们的地球在绕太阳运行的过程中是一个椭圆形的轨道,太阳处在椭圆的一个焦点上,那么地球就会存在一个近日点和远日点,其中近日点地球距离太阳1.471*10^11米,远日点1.5*10^11米,一远一近足足差了近500万公里,20厘米在500万公里面前,简直不值一提。

地球每年都会靠近和远离太阳,也没有对地球的温度发生什么比较大的影响。

有人会说:不对啊!远日点不就是冬天吗?近日点是夏天?夏天和冬天的极限温差能达到50摄氏度左右,这还影响不大?



其实真实的情况是,在我们北半球的冬天,地球正好处在近日点,而夏天正好处在了远日点。这就说明冬天和夏天的温差并不是那500万公里造成的!那是什么造成的?

其实是地球的地轴有一个23.5度的倾角造成的。



上图可以看到,当太阳直射赤道的时候,南北半球就处在了春分或者秋分,当太阳直射南回归线的时候,南半球就到了夏至,在正午十分太阳直挂天穹顶端,这一天就是全年中最热的时候,而北半球就处在了冬至,太阳离地平线最近,也就是全年中最冷的一天,当太阳直射北回归线的时候,南北半球正好相反。



所以说,地球全年中季节温度的变化是由于太阳在天空中运行轨迹的高低决定的,轨迹越高天气越热,轨迹越低天气越寒冷。上图就是一年中夏至和冬至时,太阳在天空中的轨迹。为什么太阳在天空中的高低决定了地球的温度呢?



你看上图就很明确地告诉了我们太阳光斜射和直射的区别,同样的太阳光通量,当直射时(b),加热的地表面积更小,单位面积的温度会更高,当斜射时(a),加热的地表面积更大,单位面积内的温度会更低。

因此,地球高纬度地区全年温度的变化是由于太阳光直射和斜射造成的,跟近日点和远日点的关系不大,基本可以忽略不计。毕竟近日点的时候,正是冬天最冷的日子。



所以500万公里尺度的变化,并没有对地球温度造成任何影响,基本上可以忽略不计,那么20厘米的变化,我们可以认为地球的轨道就没有变化过。

这个问题其实很简单,不知道为何有人会说,20厘米可以产生变化!不过网友怼得比较好,如果20厘米都可以有温度变化,那么我家住高层,岂不能热死。我伸出胳膊就能接受更多的热量……

地球与太阳距离变化的真实情况

其实目前的地球正在以每年1.5厘米的速度在远离太阳,13年大概就是20厘米吧,现在的地球也没有比13年前更冷,所以还是那个结论20厘米没有任何影响。



至于地球远离太阳的原因是因为,太阳每时每刻都在进行着核聚变释放着大量的能量,每秒钟会消耗400万吨的质量,太阳从诞生到现在已经消耗了一个土星的质量。



因此未来地球会一直远离太阳,不过大家不到担心,这其实是一件好事,因为太阳在50亿年后会膨胀成红巨星,甚至吞噬水星和金星,地球远离太阳,50亿年后说不定还能躲过一劫!

总结

地球的生态环境虽然脆弱,但也没有脆弱的20厘米上,在宇宙这种巨大的宏观尺度上,即使是一万个20厘米,也不值得一提。


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