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如果地球向太陽靠近20厘米,會引發蝴蝶效應,導致全球災難嗎?


量子科學論太陽是太陽系中唯一的發光天體,當然也是所有天體光和熱的來源,像水星和金星這樣的岩石星球由於離太陽比較近,因此當它們面對太陽時表面溫...

- 2020年6月09日02時15分
- 科學文摘 / 量子科學論

量子科學論

太陽是太陽系中唯一的發光天體,當然也是所有天體光和熱的來源,像水星和金星這樣的岩石星球由於離太陽比較近,因此當它們面對太陽時表面溫度會過高,尤其是金星擁有濃厚的大氣層,溫度達到了約500攝氏度,比水星的表面的溫度還要高。

而火星以外的世界,包括火星在內,又離太陽的距離過遠,由於不能獲得足夠的熱量,導致水無法以液態的形式存在,這兩種情況下都無法存在生命。

因為液態水是我們目前所知的生命形式必須的要素,可是地球在太陽系中的位置恰到好處,而且一切也被安排的剛剛好!


在地球上,由於地球有合適的質量,可以保持一個合適的大氣壓,由於距離太陽有一個合適的距離,所以地球大氣的平均溫度是16攝氏度,水可以以液態的形式存在,並且這個溫度也適宜萬物的生長和繁衍。

地球以這樣的姿態穩定運行了數十億年,那麼如題所問,假如我們用一股神秘的力量,將地球軌道的平均距離向太陽方向靠近20厘米,地球會出現什麼情況?

我看到很多人回到說,地球的氣溫會升高!或者是帶來蝴蝶效應產生大的災難!確實太陽的光度會隨著距離的增加以平方反比的形式減小,也就是說遠離太陽一倍,接收到的太陽能量會降低兩倍,但20厘米不會對地球產生任何影響,為什麼這麼說呢?

因為我們的地球在繞太陽運行的過程中是一個橢圓形的軌道,太陽處在橢圓的一個焦點上,那麼地球就會存在一個近日點和遠日點,其中近日點地球距離太陽1.471*10^11米,遠日點1.5*10^11米,一遠一近足足差了近500萬公里,20厘米在500萬公裡面前,簡直不值一提。

地球每年都會靠近和遠離太陽,也沒有對地球的溫度發生什麼比較大的影響。


有人會說:不對啊!遠日點不就是冬天嗎?近日點是夏天?夏天和冬天的極限溫差能達到50攝氏度左右,這還影響不大?

其實真實的情況是,在我們北半球的冬天,地球正好處在近日點,而夏天正好處在了遠日點。這就說明冬天和夏天的溫差並不是那500萬公里造成的!那是什麼造成的?

其實是地球的地軸有一個23.5度的傾角造成的。

上圖可以看到,當太陽直射赤道的時候,南北半球就處在了春分或者秋分,當太陽直射南回歸線的時候,南半球就到了夏至,在正午十分太陽直掛天穹頂端,這一天就是全年中最熱的時候,而北半球就處在了冬至,太陽離地平線最近,也就是全年中最冷的一天,當太陽直射北回歸線的時候,南北半球正好相反。

所以說,地球全年中季節溫度的變化是由於太陽在天空中運行軌跡的高低決定的,軌跡越高天氣越熱,軌跡越低天氣越寒冷。上圖就是一年中夏至和冬至時,太陽在天空中的軌跡。為什麼太陽在天空中的高低決定了地球的溫度呢?

你看上圖就很明確地告訴了我們太陽光斜射和直射的區別,同樣的太陽光通量,當直射時(b),加熱的地表面積更小,單位面積的溫度會更高,當斜射時(a),加熱的地表面積更大,單位面積內的溫度會更低。

因此,地球高緯度地區全年溫度的變化是由於太陽光直射和斜射造成的,跟近日點和遠日點的關係不大,基本可以忽略不計。畢竟近日點的時候,正是冬天最冷的日子。

所以500萬公里尺度的變化,並沒有對地球溫度造成任何影響,基本上可以忽略不計,那麼20厘米的變化,我們可以認為地球的軌道就沒有變化過。


這個問題其實很簡單,不知道為何有人會說,20厘米可以產生變化!不過網友懟得比較好,如果20厘米都可以有溫度變化,那麼我家住高層,豈不能熱死。我伸出胳膊就能接受更多的熱量……

地球與太陽距離變化的真實情況

其實目前的地球正在以每年1.5厘米的速度在遠離太陽,13年大概就是20厘米吧,現在的地球也沒有比13年前更冷,所以還是那個結論20厘米沒有任何影響。

至於地球遠離太陽的原因是因為,太陽每時每刻都在進行著核聚變釋放著大量的能量,每秒鐘會消耗400萬噸的質量,太陽從誕生到現在已經消耗了一個土星的質量。

因此未來地球會一直遠離太陽,不過大家不到擔心,這其實是一件好事,因為太陽在50億年後會膨脹成紅巨星,甚至吞噬水星和金星,地球遠離太陽,50億年後說不定還能躲過一劫!

總結

地球的生態環境雖然脆弱,但也沒有脆弱的20厘米上,在宇宙這種巨大的宏觀尺度上,即使是一萬個20厘米,也不值得一提。


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