太阳光在太空为什么这么热 为何太阳光照到地球会变热

随着航天科技的不断进步，被送上太空的宇航员越来越多，我们通过他们的“眼睛”了解到了更加丰富多彩的宇宙。宇航员们乘坐飞船进入空间站之后，有时需要出舱进行活动，这时他们往往会穿上厚重的舱外航天服将自己全副武装。航天服除了可以防辐射以外，还能够有效地保暖，毕竟日地之间的太空真的冷到不行。

可是明明太空之中也是有阳光存在的，毕竟太阳一直都在发光发热。但太空的阳光好像是“冰冷的”，并不像在地球上一样的温暖，因此太空当中真的是寒冷而又黑暗。

相信有不少人对于“宇宙大爆炸理论”都有所了解，这是一种被普遍接受的“宇宙起源论”。当看到爆炸这一词时，大部分人的直观感受应该是“热”，毕竟现实世界的爆炸就会产生热浪，距离爆炸源很近的话还会被热浪灼伤。那么，宇宙这种尺度的“爆炸事件”应该更热才对，为什么现在的太空会冷到不行呢？

诚然，大爆炸刚刚结束时宇宙的温度确实很高。但是随着时间的推移，宇宙就开始了自我降温。而太空当中的“真空环境”使得阳光即使穿过，可以产生的热量也是非常少的，所以太空就变得越来越冷了。

光记录下了宇宙创生时期所有的事件。从大爆炸中逃脱出来的电磁辐射在宇宙中扩散，进入探测器的“眼睛”，大爆炸时的电磁辐射到现在已经只残留着3K（相当于零下270 摄氏度）左右的热辐射。

太空当中的环境是真空的，这件事情大部分人都知道。但是实际上这一说法并不完全正确，太空当中还是有着许多的粒子的，因此它可不算是“绝对真空”。不过，与地球上的环境相比，太空中粒子的密度确实是太低了。根据计算，其密度大约为6个质子/立方米，当然这一数值也是可以推测得出的。

但是从它的单位就可以看出，宇宙当中的粒子分布真的是非常的“稀薄”了。而一般来说，温度与空气当中的分子有关，分子越多，且运动得越快时，相互的摩擦力就会越大，产生的热量就会更多，促使温度上升。太空当中的分子本来就少，产生的热量少使得温度很低也属于正常现象。

原来宇宙虽然经历过了“大爆炸”，但是却并不像我们想象当中的那么炎热，反而是冰冷刺骨的。而无数的太阳光穿越过了真空的宇宙，照到地球时，却能变得很热，使得地球上有了适宜生命生存的温度，这又是为什么呢？

太阳光抵达地球变热

首先，我们先来看看太阳光从本质上来说到底是什么。太阳光，其实质是电磁波，如果从广义上来解释它的话，其实就是“来自太阳所有频谱的电磁辐射”。其中包含有紫外线、可见光和红外线，这里面的可见光属于短波。

那么，按照上文当中从微观粒子运动产生热量的角度来理解“地球温暖”的话就很容易了。毕竟我们的空气当中可是富含着大量的分子，其密度也是远远高于宇宙的。所以，太阳的热辐射，也就是标题所说的“太阳光”，它在照到地球上时，就会让这些分子的运动频率加快，然后转化成更多的热能。

其次，太空的真空环境对于地球能吸收到大量的热辐射也起着关键的作用。大家可以想象一下，如果说日地之间的太空并不是真空的，而是和地球上一样密度很高，那会是怎样的结果？

很明显，假如是这样，那么太阳光在穿过日地之间的过程当中，就会被大量地吸收，最终抵达地球的可能就所剩无几了。恰好是太空当中的环境，使得太阳光在传递的过程当中，被“吞掉”的机会微乎其微，给了我们地球更多吸收转化的机会。

所以，能够看出来，温度的产生实际上与所处环境的粒子密度是息息相关的。当然，太阳作为发出辐射的“热源”，其作用也是非常关键的，这二者缺一不可。地球上面的各个“圈层”，都能使进入的太阳光变得充分转化为热能。在夜晚时，还能锁住部分“热量”，是气温不会出现断崖式下降。

不过，也不是任何一颗星球都可以像地球这样，有效地吸收阳光、转化阳光并且锁住余温。以地球的忠实“粉丝”月球为例，按理来说它和地球与太阳之间的距离，从大尺度上而言是所差无几的。可是登陆月球的宇航员都表示，月球的表面温度在零下180℃到160℃之间，不仅有着巨大的温差，也基本不会在我们认知当中“正常的温度区间”停留。

因此，人类如果在未来时，想要前往月球之上建立基地并且长期生活，就必须要思考我们怎么克服这种“忽冷忽热”，并且其温度远超我们人体承受范围的环境。

大气层的保温作用

在人类寻找宜居星球的这些年中，总是会特别的关注温度和水源，毕竟在地球上，生命的诞生就与这二者息息相关。当然，大气层也备受关注，我们甚至还因为“大气层”对个别的行星产生了误解。

没错，这个被误解的行星正是地球的姐妹“金星”。作为距离我们最近的一颗行星，金星在上个世纪六十年代，一直都是人类心中的“白月光”。简单来说，科学家们当时对于金星寄予了厚望，毕竟它被一层厚厚的大气层包裹着，而按照人类对于地球大气层的理解来看，这样的大气必有保温作用。

金星大气层成分的圆饼图

这种理解确实没错，大气层能够有效地锁住“温度”，使得地球不会像其他星球那样忽冷忽热。不过金星的大气成分实在是出乎意料，其中96％以上都是二氧化碳，使得它的保温作用过于“显著”，导致其内部温度快速上升，且一直维持在一个非常高的位置，高达460多℃。

通过金星大气层这个“反面案例”，想必大家对于大气层的保温作用有了更深刻的了解。实际上大气对于太阳光，或者说是太阳辐射，起到了很多的作用。一般来说，当太阳辐射接触到大气以后，它会有三种不同的命运，一部分被反射回宇宙当中，一部分被大气吸收，还有一部分会被散射。

这三种作用是同时进行的，并且对于地球的影响也会不同。首先来说说反射，大气当中的各种分子、杂质都能对太阳辐射进行反射。此外，还有云层，也能起到反射的作用。

飞机探测资料表明: 云厚为3000米的高积云的反射能力为73% ,层积云的反射 能力为64%；棍合状的层积云和积云,反射能力为52%；有空隙的层积云的反射能力为46%。

大气对于太阳辐射也有着明显的吸收作用，比如说臭氧，就能使高层大气当中出现典型的逆温区。而水分子是其中最为重要的“吸收介质”，一般来说，大气当中的水汽如果比较多的话，太阳高度角又刚好很低时，水汽所吸收的太阳辐射占到太阳辐射总能量的20％。

至于散射，则是说当阳光的光束进入大气后，会与各种分子或者尘埃相遇，它们会阻挡阳光，时期发生散射现象。所以，散射从本质上来说，与大气中各种介质的大小是密切相关的。

可见，大气对于地球而言是非常重要的。地球之所以能够保持在相对稳定的温度，是因为它的“保暖作用”非常到位。值得一提的是，地球上广袤的海洋对于“保温”这件事也起到了关键的作用。因为水的比热容是很大的，所以吸热时升温不会像陆地这么显著，同理散热时也不会迅速降温，因此它就像是一个“恒温热源”。

太阳辐射变化对地球的影响

通过上文的介绍，我们已经知道了太阳光照射到地球之后会变热的原因。也理解了，温度的产生实际上是与太阳辐射息息相关的。不过，太阳辐射也是会发生变化的，并且其变化也会使地球发生变化。

我们常说“民以食为天”，粮食对于人类的生存而言尤为重要。在古代时，智慧的劳动人民就通过实践推算出了播种和收获的节令。一般来说，都是春耕秋收。可见，季节的确定对于农民来说是很重要的。

地球的公转和自转，使得地球各处接收到的太阳辐射不同，一年四季由此才能产生。以我国为例，各个纬度地区的四季变化和气温差异都是不同的。像现在，东北地区都能够“泼水成冰”，而南方的部分地区还只穿着一件长袖体恤。

此外，太阳高度角也影响接受的太阳辐射量。以及每个国家不同的地理地形条件，相信大家学习地理时都听过我国有着显著的“大陆性气候”。而前文中提到海洋比热容时，就有提到陆地的升温和降温都会更加迅速，正因如此，才使我国大部分地区四季分明，并且温差也很大。

当科学家们研究地球演化历史时就发现，太阳辐射变化还会使地球步入“冰河期”或者说是间冰期。据悉，地球公转轨道的参数如果有了细微的变化，都会是高纬度地区接收到的太阳辐射发生变化，最终再通过地球系统的推动最终影响环境。

由大洋中深海沉积岩芯的氧同位素比值反演得到的70万年以来6次冰河期，与地球轨道参数变化引起的北纬60度太阳辐射量减弱时段，有着相当好的对应关系。

火星表面热辐射

火星是人类现在最关注的一颗行星，因为我们打算在未来时移居到这里生活。与金星不同，火星上并没有浓厚的大气，因此温度还是非常低的。其地表的平均温度大约在零下65℃左右，虽然和我们的理想均温相比还差得多，不过与其他星球相比还算是比较“温和”的了。

科学家们一直在对火星表面的热辐射环境进行模拟研究，以备在未来辅助完成火星探测以及火星移居等活动。要知道，火星距离太阳并不像地球这么近，而是在更外一围的位置，可以吸收到的太阳热辐射也不会像地球这么多。

太阳辐射

通过代入NASA一维辐射程序可以得出以下结果：火星上的太阳辐射量也收到季节、纬度的变化影响，而尘埃光学厚度的变化对于可见光辐射和红外辐射的影响不同。总之，火星表面的热辐射和其特殊的地理性质也有着密切的关系。

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