“气候变暖”,科学家这样解释。和你想的一样吗?

2015-12-16 10:32 来源: 节能有道

傅里叶:提出大气具有温室效应


1.傅里叶:提出大气具有温室效应

数学家傅里叶在1827年提出的地球大气具有温室效应的论点。他在论文提出了以下几个重要的论点:

(1)地表温度是由其接受的能量与其失去的能量之间的平衡所决定的,因此,计算地表温度需要首先确定其能量的源和汇。

(2)地球表面的热能有三个可能的来源:太阳光、地球内部热能的扩散和傅里叶所定义的“太空温度"(temperature of space),傅里叶认为地热的贡献可以忽略不计。
(3)红外辐射是地球热能失去的唯一方式,因为红外辐射随温度的升高而升高,所以,地表温度将在得到的能量与失去的能量相等时达到平衡状态。

(4)可见光被地表和海洋所吸收,并转化为红外光。

(5)地球大气对太阳光是透明的,但对红外辐射是不透明的。

他的关于辐射能量平衡、地表温度与辐射能量之间的关系、地球大气的辐射传输特性和地热的作用等的直觉认识基本奠定了后来研究地表温度问题的基础。在论述大气层对地球表面能量所起的作用时,傅里叶曾用瑞士登山家de Saussure发明的有玻璃盖子的“热箱"做比喻。傅里叶指出,大气层就像该玻璃盖子一样,对太阳光是透明的,但对红外辐射有阻挡作用,其效果很像玻璃温室的效应

傅里叶使用了地表温度的周期性日变化和季节变化作为边界条件计算地球次表层的温度变化,正是根据这样的计算,他后来发展出了我们今天称之为傅里叶级数的重要数学分析工具。傅里叶还根据该计算正确地预测了地球次表层温度的日变化随土壤深度的加深而迅速衰减,但次表层温度的年际变化随深度的衰减要弱得多。

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