Аз есмь. Поля Гермеса. Владимир Коляда
падающие на него лучи полностью и испускает только равновесное тепловое излучение, соответствующее абсолютно черному телу. В первом варианте предположим, что Земля абсолютно нетеплопроводна, а теплоемкость поверхностного слоя, прогреваемого Солнцем, очень мала. В этом случае наиболее горячая точка будет находиться под солнечным зенитом, где-то в тропической зоне, а наиболее холодной поверхность будет на ночной стороне, просто в силу того, что тепло с подсолнечной стороны не передается, а теплоемкость грунта очень мала. Это означает, что поверхность очень быстро нагревается и столь же быстро остывает. Воспользуемся законом Стефана-Больцмана для мощности излучения абсолютно черного тела. J = qT4 где q – постоянная величина, равная 5,6704∙10-8 Ватт/(м2∙К4). Как видите, мощность теплового излучения пропорциональна температуре в четвертой степени. Поскольку подсолнечная поверхность Земли в нашей модели получает известное количество энергии и его же она должна тут же излучить в космос, сделав подсчет, получим температуру этой поверхности равную 394 Кельвина, то есть 121 градус по Цельсию. На противоположной стороне планеты будет царить космический холод в равновесии с температурой реликтового фонового излучения, это около 2,7 градусов по Кельвину.
Рисунок 4. Теплообмен между Солнцем, Землей и окружающим космосом
Рассмотрим далее второй вариант. Предположим, что вся полученная дневной стороной Земли энергия мгновенно и равномерно распределяется по всей поверхности планеты. Несложные расчеты показывают, что в этом случае наша «абсолютно черная» планета будет иметь во всех точках температуру поверхности около 5 градусов по Цельсию. Второй результат хорошо согласуется с экспериментально установленной средней по планете температурой 14 град. по Цельсию.
Однако, наша планета не абсолютно черное тело, Земля имеет отражающую способность (альбедо) α= 36,7 процента. Т. е., для прогрева до средней температуры в 14 град. по Цельсию, планете достаточно 63,3 процента Солнечного тепла, приходящегося на поверхность Земли. Обеспечивается это естественным одеялом нашей планеты, которым является как ее атмосфера (создающая парниковый эффект), так и гидросфера, являющаяся колоссальным аккумулятором и распределителем теплоты.
Впрочем, мы в наших моделях не учитывали тепловой поток, идущий от мантии нашей планеты через литосферу к поверхности. Его усредненная интенсивность составляет 0,087 Ватт на квадратный метр поверхности планеты. Для наших приближенных моделей это слишком малая величина, чтобы ее учитывать. Однако для биосферы это важный фактор. Этот теплопоток одна из величин, определяющих глубины промерзания грунтов в зимнее время. Благодаря, отчасти и этому теплу, в грунте, на глубинах ниже глубины промерзания, в зимнее время существуют активные, живые бактерии. Для норных животных и некоторых насекомых этот тепловой поток тоже важен. В немалой степени благодаря ему зимой остается жидкой колодезная и артезианская