Jaką temperaturę miałaby powierzchnia Ziemi gdyby nie była podgrzewana od wewnątrz?
Jaką temperaturę miałaby powierzchnia Ziemi gdyby nie była podgrzewana od wewnątrz?
Zwięzła odpowiedź na pytanie brzmi: mniej więcej taką samą jak teraz. Należy natomiast podkreślić, że ciepło wnętrza Ziemi jest w zasadzie zaniedbywalne przy obliczaniu temperatury jej powierzchni. Na temperaturę powierzchni Ziemi zasadniczy wpływ ma energia promieniowania słonecznego oraz – co niezmiernie ważne – obecność atmosfery.
Temperatura powierzchni Ziemi zależy od energii która na tę powierzchnię dociera. Energia promieniowania słonecznego padającego prostopadle na jednostkę powierzchni obiektu znajdującego się w takiej odległości od Słońca jak Ziemia wynosi ok. 1360 W/m$^2$ (jest to tzw. stała słoneczna). Natomiast energia promieniowania na jednostkę powierzchnia pochodząca z wnętrza Ziemi wynosi ok. 0,063 W/m$^2$, zatem jest ona w zasadzie zaniedbywalna w stosunku do energii promieniowania słonecznego.
Wykonując rachunek opisany np. w tym artykule można wyliczyć, że temperatura powierzchni Ziemi (wynikająca z padającego na nią promieniowania słonecznego, a także uwzględnienia stopnia w jakim to promieniowanie jest odbijane) powinna być rzędu -18$^o$ C. Natomiast rzeczywista, średnia temperatura powierzchni Ziemi jest o ok. 33$^o$ C wyższa. Różnica ta wynika właśnie z obecności atmosfery. Ponadto atmosfera nie tylko wpływa na podwyższenie temperatury, lecz także na jej ustabilizowanie i stosunkowo niewielkie fluktuacje pomiędzy dniem i nocą, czy też miejscami znajdującej się od strony Słońca (i przez nie oświetlonymi) oraz po stronie przeciwnej. Na przykład na Księżycu – do którego dociera taki sam strumień energii słonecznej jak do Ziemi, a którego atmosfera jest niezmiernie mała – fluktuacje temperatury pomiędzy częściami oświetlonymi oraz nieoświetlonymi mogą sięgać 200$^o$ C, i w nasłonecznionym miejscu temperatura przekracza 120$^o$ C. Z kolei na Merkurym (planecie najbliższej Słońcu), którego atmosfera także jest niezmiernie mała, temperatury w dzień i w nocy wynoszą odpowiednio 350$^o$ C i -200$^o$C.
Warto też podkreślić, iż mechanizm dzięki któremu atmosfera odpowiada za zmiany temperatury na Ziemi jest niezwykle subtelny i zależy między innymi od jej składu; właśnie ten mechanizm odpowiada za obserwowane w ostatnich dziesięcioleciach systematyczne podnoszenie się temperatury na Ziemi i związane z tym zmiany klimatu. Więcej na ten temat przeczytać można we wspomnianym wyżej artykule oraz w serwisie naukaoklimacie.pl