¿Por qué la tierra no está en equilibrio térmico con el sol?

La Tierra está en equilibrio dinámico con el resto del universo. La radiación entrante, principalmente solar, se equilibra con la radiación saliente que se dirige al espacio exterior de 2.7K, que está básicamente en todas las direcciones excepto hacia el sol. La radiación entrante está inmediatamente influenciada por la reflectividad variable de la Tierra en el lado del día (principalmente nubes y hielo / nieve), y la radiación saliente está parcialmente bloqueada por nubes, vapor de agua, CO2, etc. Por lo tanto, nuestra temperatura de equilibrio varía mucho. Tenemos una capacidad considerable para predecir: la próxima edad de hielo pronostica que quizás de 50,000 a 100,000 años a partir de ahora. Mientras tanto, la mayoría de los científicos parecen considerar amenazante la rapidez del calentamiento actual. El planeta no lloraría nuestra partida.

Es, donde está. Considere una esfera de radio de una UA, la distancia de la Tierra al sol. Toda la energía emitida por el sol pasa a través de esa esfera. Cualquier cosa en esa esfera, que bloquee la radiación, debe hacer una de tres cosas:

1. Calentar
2. Enfriarse
3. Mantente igual

Si se calienta, eventualmente alcanza una temperatura en la que su creciente emisión de calor coincide con su entrada. Si se enfría, lo mismo con emisión decreciente pero la misma entrada. Todo tiende a 3, permaneciendo igual. Eso es equilibrio. Cuanto más grande es la esfera, mayor es el área de superficie y menor es la temperatura de equilibrio. Mueva la Tierra hacia afuera, por ejemplo, y su superficie expuesta es una fracción inferior de esa esfera.

Por cierto, para demostrar que no eres un bot o un troll, comenta con inteligencia esta respuesta, como por qué estás contento o descontento con ella.

Porque no son un sistema aislado. Si estuvieran rodeados por una barrera impenetrable para la energía, eventualmente se acercarían al equilibrio térmico entre ellos, pero eso probablemente tomaría más de mil millones de años.

La superficie de la Tierra ni siquiera está en equilibrio térmico con el núcleo. Esto sería cierto incluso si la Tierra se hubiera aislado del resto del universo después de haberse formado.

Cuanto más grande es el objeto o sistema, más tiempo se necesita para lograr el equilibrio térmico.

En el caso de la Tierra versus el sol, solo una pequeña parte de la salida del sol llega a la Tierra, y la Tierra puede irradiar energía a la misma velocidad que la recibe del sol. Este es un tipo de equilibrio entre las entradas a las regiones superficiales / atmósfera de la Tierra y la superficie del sol, pero no es uno en el que los dos sistemas alcancen la misma temperatura.

Cuando respondemos la pregunta con mucha mejor calidad de información años tras años, es posible que necesitemos pensar en el destino final del universo.

Cuerpos extremadamente calientes como el sol y otras estrellas, cuerpos comparativamente extremadamente fríos como el planeta Tierra pueden separarse de sí mismos y en algún lugar desconocido o pueden ser mejor conocidos por los físicos.

Ahora pueden formar un cuerpo único con partículas que se desgarran hacia la energía cinética creando temperatura y equilibrio y, después de todo, estas son solo ideas de lo que sucede, pero puede que no suceda tan pronto o que no esté muy lejos.
Pero una cosa que claramente espero es ‘Un evento catastrófico contra la vida’.
Una pregunta que surge de esto es “¿Los sistemas hechos por el hombre que funcionan en la Tierra, incluso utilizando energía renovable, catalizarán la tendencia a colapsar el planeta Tierra pensando en la tierra y el sol por ahora?”

Si bien puede obtener algunas otras respuestas como: “La Tierra está a 93 millones de millas del Sol, por lo que la dispersión de energía normal evitará que la Tierra alcance el equilibrio”, o similar, pero te voy a dejar en un secreto profundo: Algunos de nosotros, que nos disfrazamos de seres humanos de aspecto normal, somos realmente los científicos alienígenas que los criaron a todos como un experimento post-doc para nuestro semestre de estudio individual en la Universidad DiPraxilium en el Regulus IV. Evitamos que nuestra “lámpara de calor” (su Sol) los queme a todos a través de conjuntos de sensores bastante sofisticados enterrados por toda la Tierra.

A veces jugueteamos un poco con (Bias) los controles y tienes sequías, tsunamis, huracanes, tornados, etc. en este momento estamos dejando que el experimento se caliente un poco más, así que mira cómo lo manejas.

En el bar después del trabajo, nos reímos de todas las teorías elaboradas y los modelos de computadora que todos ustedes tratan de entender lo que llaman Calentamiento Global y abordarlo. Estamos considerando bajar un poco el dial en 5–10 de sus años y permitirle lidiar con Global Cooling. Ja, ja, diviértete con eso.

Entonces, ahora todos lo saben. Tenga un gran día más cálido y recuerde acortar las existencias de aire acondicionado en 5–10 años.

Interesante pregunta. El medio predominante de transferencia de calor entre la tierra y el sol es la radiación debido a la gran separación y al vacío cercano entre los dos cuerpos. Además, la tierra es lo suficientemente pequeña y lo suficientemente lejos como para recibir solo una pequeña porción de la energía del sol.

Después de eso, podemos mirar la tierra y ver que tiene medios para reflejar e irradiar cualquier energía que caiga sobre ella. Entonces, en general, la respuesta parece ser que la tasa neta de transferencia de calor del sol a la tierra es insuficiente para elevar la temperatura de la tierra a casi 6000 grados por encima de la temperatura del vacío del espacio.

La Tierra está en equilibrio térmico con el Sol. Durante miles de años, la temperatura ha variado solo unos pocos grados, incluso con la órbita no circular y un sol volátil. Es bastante notable, en realidad.

El equilibrio térmico significa que las temperaturas se han estabilizado y no cambian mucho. Eso es lo que tenemos ahora. Aunque el sol tiene un calor medio para una estrella, está a 93,000,000 millas de distancia en la fría extensión del espacio. La tierra genera un poco de calor propio, pero la mayor parte del calor proviene del sol.

Es como si estuvieras usando un fuego para mantenerte caliente en una fría noche de invierno. Manténgase a unos metros del fuego y mantendrá una temperatura corporal cómoda. No te vas a poner tan caliente como el fuego a menos que estés en el fuego.

Hay una transferencia radiativa entre ellos y con el fondo del espacio, que continuará mientras sus temperaturas estén por encima de cero. Sin embargo, se considera que han alcanzado un estado estable (no en astrofísica, pero) en sentido ‘local’ (cuasi equilibrio) donde los cambios en el estado no son perceptibles / más allá de la precisión medible.

Está en equilibrio térmico. Simplemente no es un equilibrio de estado estacionario. Sin embargo, a medida que avanza la limitación, es impresionantemente estable en escalas de tiempo de menos de decenas a cientos de miles de años, al menos mientras las molestas formas de vida no hagan nada drástico como quemar decenas de millones de años de combustibles fósiles acumulados en el curso. de un siglo

Para que dos sistemas estén en equilibrio térmico, debe ser igualmente probable que cada sistema transfiera energía al otro al azar. Casi no hay posibilidad de una transferencia de energía significativa de la tierra al sol.

La Tierra y el Sol no están en contacto entre sí. Por lo general, las cosas alcanzan el equilibrio térmico si sus partículas pueden interactuar directamente entre sí. Pero la única forma de que la energía se mueva del Sol a la Tierra es a través de la radiación EM, ya que el espacio entre la Tierra y el Sol es principalmente un vacío.

Porque también está expuesto al espacio, y el espacio es frío, con una temperatura efectiva de unos 2.7 grados Kelvin, es decir, apenas por encima del cero absoluto.

Está tratando de ser, como son todas las cosas. Pero está emitiendo demasiada radiación. La tierra no puede seguir el ritmo. Júpiter es el ganador de esa carrera. Casi una estrella Ver 2001.

En nuestro universo, el sol es como fuente y la tierra como sumidero. Su es mayor energía en el sol. Así que en el futuro no estarán en equilibrio hoy. A medida que la energía se iguala.

En términos generales, somos: el equilibrio entre la energía térmica irradiada a la Tierra desde el Sol y fuera de la Tierra hacia el espacio es casi igual, y este equilibrio tiene mucho en común con el “equilibrio térmico”. Pero si considera una definición más estricta de este último, como el estado final de un sistema aislado cuyas partes están en contacto térmico, entonces el “equilibrio térmico” significaría que la Tierra tiene que estar a 8000 grados Fahrenheit, ¡para que me dé un brinco!