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演化时标下的总太阳辐照度变化及其对地球平均地表温度的影响

地球与行星天体物理 2021-09-01 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

太阳是地球能量的主要来源。总太阳辐照度(TSI)的微小变化可在较长时标上影响我们的气候。在演化时标下,TSI 变化幅度很大,因而其对地球平均地表温度(Ts_{s})的影响也显著增强。我们建立了演化时标下依赖于质量损失的 TSI 解析模型,并评估了其对 Ts_{s} 的影响。我们求解了未来 8.23 Gyrs 的 TSI 数值解,将其作为基于零维能量平衡模型建立的 Ts_{s} 评估输入。我们以地球和火星当前的反照率与大气整体发射率分别作为初、末边界条件。我们发现,TSI 在 1.42 Gyr 后增加 10%,约 3.4 Gyrs 后增加 40%,约 5.229 Gyrs 后增加 120%;而 Ts_{s} 在 1.644 Gyrs 内变化不显著,约 3.4 Gyrs 后升至 298.86 K。当太阳演化至红巨星并在 7.676 Gys 发出 7.93×106Wm2\times10^{6} Wm^{-2} 的巨大 TSI 时,Ts_{s} 达到 2319.2 K 的峰值。在此温度下地球可能演化为液态行星。我们的结果表明,吸收与发射通量均等增加,在主序星阶段趋近于地表通量,而在主序星阶段之后二者近乎相等,而云吸收的通量呈相反趋势。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.03657,
  title  = {The Total Solar Irradiance variability in the Evolutionary Timescale and its Impact on the Mean Earth's Surface Temperature},
  author = {N. T. Shukure and S. B Tessema and N. Gopalswamy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.03657},
  year   = {2021}
}

备注

9 pages, 3 Figures