行星平衡温度

更新时间:2022-10-29 09:06

行星平衡温度(英语:Planetary equilibrium temperature)是一个理论上的行星表面温度。该理论简单地将行星当成黑体,并且行星的外在热源只有母恒星。在这个模型中并不考虑行星是否存在大气层,因此温室效应并不列入考虑。所以,依照这个模型计算的温度值是一个理论上的黑体温度,也就是行星的表面是理想化的。

简介

行星平衡温度(英语:Planetary equilibrium temperature)是一个理论上的行星表面温度。该理论简单地将行星当成黑体,并且行星的外在热源只有母恒星。在这个模型中并不考虑行星是否存在大气层,因此温室效应并不列入考虑。所以,依照这个模型计算的温度值是一个理论上的黑体温度,也就是行星的表面是理想化的。

其他研究人员以不同的名称描述这项概念,例如行星的“平衡黑体温度”,或“有效辐射发射温度”。相似的概念则包含了全球平均温度、全球辐射平衡、全球平均表面大气温度,前述概念都考虑到全球变暖的相关效应。

理论模型

本理论考虑行星和恒星均为球体,并且都是完美的黑体。行星表面依照其组成等特性而有一定的反照率,并且只吸收部分辐射。根据斯特藩-玻尔兹曼定律,恒星是向各方向发散等量辐射的均向辐射体,并且辐射传递距离与行星轨道的半长轴相等。行星表面吸收并未被反射的辐射并被加热。因为行星也是遵循斯特藩-玻尔兹曼定律的黑体,所以会释放辐射并损失能量。当恒星传递到行星的能量和行星辐射释放的能量相等时就会呈热平衡状态。

在太阳系外行星上的应用

太阳系外行星而言,母恒星的温度可以借由普朗克黑体辐射定律和恒星的表面颜色算出。计算出温度后可利用赫罗图决定恒星的绝对星等,之后再和其他观测资料一起推算出恒星与地球的距离和体积。天文学家以观测资料对行星轨道进行模拟以取得包含和母恒星距离等轨道根数。最后天文学家使用假设的反照率推测系外行星表面的平衡温度。

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