如果太阳的所有辐射都指向地球，在目前的日地距离上，地球会有怎样的变化？
2024-11-19 阅读 11
更新于 2024年11月21日
把“太阳的所有辐射都指向地球”，意思应该是所有太阳辐射能量，包括正面的背面的统统都集束到地球上，这时候跟“日地距离”是多少已经没关系了。或者题主有别的意思？
我们来简单算一下地球的变化。
首先，对于地球来说，太阳的入射、地表的辐射、地球内部产热、大气的吸收和再辐射、温室效应等等共同导致了地球表面的热平衡。如下图。
地球表面的热平衡为了简化，我们不考虑地球内部产热、反射率、温室效应、行星自转等等这些，就假设地球吸收太阳辐射后，又作为黑体把能量辐射出去，来计算一下地球表面的温度。
那么在目前的情况，地球每秒接收的太阳辐射能量为： \frac{L_{\rm sun}}{4\pi{\rm (AU)}^2}\pi(R_{\rm earth}^2)\frac{L_{\rm sun}}{4\pi{\rm (AU)}^2}\pi(R_{\rm earth}^2)
黑体每秒辐射能量： \sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2\sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2
两者相等，可得地球表面温度约为278 K，也就是摄氏温度5度。（实测为288 K、摄氏温度15度，因为我们忽略了很多效应）。
现在，我们用上面的假设来计算题目中地球的温度。
把全部太阳辐射供给地球： L_{\rm sun}=\sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2L_{\rm sun}=\sigma T^44\pi(R_{\rm earth})^2
