Земля - единственная планета в нашей Солнечной системе, где, как известно, существует жизнь. Однако, по всем наблюдаемым признакам, Земля - единственное место в нашей Солнечной системе, где жизнь может существовать и существует на поверхности.
Это связано с рядом факторов, которые включают положение Земли относительно Солнца. Находясь в «Зоне Златовласки» (она же обитаемая зона), и в атмосфере (и магнитосфере), Земля способна поддерживать стабильную среднюю температуру на своей поверхности, которая допускает существование теплой, текущей воды на ее поверхности. и условия, благоприятные для жизни.
Варианты:
Средняя температура на поверхности Земли зависит от ряда факторов. К ним относятся время суток, время года и где проводятся измерения температуры. Учитывая, что Земля испытывает сидерическое вращение приблизительно 24 часа - что означает, что одна сторона никогда не всегда обращена к Солнцу - температуры повышаются днем и понижаются вечером, иногда существенно.
И, учитывая, что Земля имеет наклонную ось (приблизительно 23 ° к экватору Солнца), северное и южное полушария Земли либо наклонены к Солнцу, либо от Солнца в течение летнего и зимнего сезонов соответственно. И учитывая, что экваториальные регионы Земли находятся ближе к Солнцу, а некоторые части света испытывают больше солнечного света и меньше облачного покрова, температуры широко варьируются по всей планете.
Однако не каждый регион на планете переживает четыре сезона. На экваторе температура в среднем выше, и регион не испытывает холодных и жарких сезонов так же, как северное и южное полушария. Это связано с тем, что количество солнечного света, достигающего экватора, изменяется очень мало, хотя температура в сезон дождей несколько меняется.
Измерение:
Средняя температура поверхности на Земле составляет приблизительно 14 ° C; но, как уже отмечалось, это меняется. Например, самая высокая температура, когда-либо зарегистрированная на Земле, составляла 70,7 ° C (159 ° F), которая была измерена в пустыне Лут в Иране. Эти измерения были частью глобального исследования температуры, проведенного учеными в Обсерватории Земли НАСА в течение лета 2003-2009 гг. В течение пяти из семи обследованных лет (2004, 2005, 2006, 2007 и 2009 гг.) Пустыня Лут была самой горячей точкой на земле.
Тем не менее, это не было самым горячим местом для каждого года в опросе. В 2003 году спутники зафиксировали температуру 69,3 ° C (156,7 ° F) - второе место в семилетнем анализе - в кустарниках Квинсленда, Австралия. А в 2008 году Пылающая гора получила должное, с годовой максимальной температурой 66,8 ° C (152,2 ° F), зарегистрированной в соседнем бассейне Турфан в западном Китае.
Между тем самая холодная температура, когда-либо зарегистрированная на Земле, была измерена на советской станции Восток на Антарктическом плато. Используя наземные измерения, температура достигла исторического минимума -89,2 ° C (-129 ° F) 21 июля 1983 года. Анализ спутниковых данных показал вероятную температуру около -93,2 ° C (-135,8 ° F; 180,0). K), также в Антарктиде, 10 августа 2010 г. Однако это показание не было подтверждено наземными измерениями, и, таким образом, предыдущая запись остается.
Все эти измерения были основаны на показаниях температуры, которые были выполнены в соответствии со стандартом Всемирной Метеорологической Организации. В соответствии с этими правилами температура воздуха измеряется вдали от прямых солнечных лучей, поскольку материалы внутри и вокруг термометра могут поглощать излучение и влиять на восприятие тепла, а термометры должны быть расположены на расстоянии 1,2-2 метра от земли.
Сравнение с другими планетами:
Несмотря на колебания температуры в зависимости от времени суток, времени года и местоположения, температура Земли удивительно стабильна по сравнению с другими планетами Солнечной системы. Например, на Меркурии температура колеблется от расплавленной до чрезвычайно холодной из-за его близости к Солнцу, отсутствия атмосферы и медленного вращения. Короче говоря, температура может достигать 465 ° C на стороне, обращенной к Солнцу, и падать до -184 ° C на стороне, обращенной от него.
Венера, благодаря своей густой атмосфере углекислого газа и двуокиси серы, является самой горячей планетой в нашей Солнечной системе. В самый жаркий период он может регулярно достигать температуры до 460 ° C. Между тем, средняя температура поверхности Марса составляет -55 ° C, но Красная Планета также испытывает некоторую изменчивость, с температурами, варьирующимися от 20 ° C на экваторе в полдень, до -153 ° C на полюсах.
В среднем, тем не менее, он намного холоднее Земли, так как находится только на внешней границе обитаемой зоны и из-за своей тонкой атмосферы, которой недостаточно для сохранения тепла. Кроме того, температура его поверхности может варьироваться на целых 20 ° C из-за эксцентричной орбиты Марса вокруг Солнца (это означает, что в определенных точках его орбиты он ближе к Солнцу, чем в других).
Поскольку Юпитер является газовым гигантом и не имеет твердой поверхности, точная оценка его «температуры поверхности» невозможна. Но измерения, сделанные с вершины облаков Юпитера, показывают температуру приблизительно -145 ° C. Точно так же Сатурн - довольно холодная газовая гигантская планета, со средней температурой -178 ° по Цельсию. Но из-за наклона Сатурна южное и северное полушария нагреваются по-разному, вызывая сезонные колебания температуры.
Уран - самая холодная планета в нашей Солнечной системе, с самой низкой зарегистрированной температурой -224 ° C, в то время как температура в верхних слоях атмосферы Нептуна достигает всего -218 ° C. Короче говоря, Солнечная система управляет гамбитом от экстремально холодного до экстремально жаркого, с большим количеством отклонений и только в нескольких местах, достаточно умеренных для поддержания жизни. И из всего этого только планета Земля, кажется, соблюдает тщательный баланс, необходимый для ее постоянного поддержания.
Вариации на протяжении всей истории:
Оценки средней температуры поверхности Земли несколько ограничены из-за того, что температуры регистрировались только в течение последних двухсот лет. Таким образом, за всю историю зафиксированные максимумы и минимумы значительно различались. Крайним примером этого может служить ранняя история Солнечной системы, около 3,75 миллиардов лет назад.
В это время Солнце примерно на 25% слабее, чем сегодня, а атмосфера Земли все еще находилась в процессе формирования. Тем не менее, согласно некоторым исследованиям, считается, что изначальная атмосфера Земли - из-за концентрации метана и углекислого газа - могла выдерживать температуру поверхности выше нуля.
За последние 2,4 миллиарда лет на Земле также периодически происходили климатические сдвиги, включая пять основных ледниковых периодов - известных как гуронский, криогенный, андско-сахарский, каруский и плиоцен-четвертичный соответственно. Они состояли из ледниковых периодов, когда накопление снега и льда увеличивало поверхностное альбедо, большая часть солнечной энергии отражалась в космосе, и планета поддерживала более низкую атмосферную и среднюю температуру поверхности.
Эти периоды были разделены «межледниковыми периодами», когда увеличение парниковых газов, таких как выбросы, вызванные вулканической активностью, привело к повышению глобальной температуры и появлению оттепелей. Этот процесс, который также известен как «глобальное потепление», стал источником противоречий в современную эпоху, когда человеческое влияние стало доминирующим фактором изменения климата. Поэтому некоторые геологи используют термин «антропоцен» для обозначения этого периода.
Благодаря увеличению концентрации CO2 и других парниковых газов, образующихся в результате деятельности человека, средние температуры на поверхности неуклонно растут с середины 20-го века. В течение последних нескольких десятилетий НАСА строит графики повышения средней температуры поверхности через Обсерваторию Земли.
Внутренние температуры:
Говоря о температурах планет, существует большая разница между тем, что измеряется на поверхности, и тем, какие условия существуют внутри планеты. По сути, температура снижается по мере удаления от ядра, что происходит из-за того, что внутреннее давление на планете неуклонно снижается. И хотя ученые никогда не отправляли зонд в ядро нашей планеты для получения точных измерений, были сделаны различные оценки.
Например, считается, что температура внутреннего ядра Земли достигает 7000 ° C, тогда как считается, что внешнее ядро находится между 4000 и 6000 ° C. Между тем, мантия, область, которая лежит чуть ниже внешней земной коры, оценивается примерно в 870 ° C. И, конечно, температура продолжает неуклонно снижаться, когда вы поднимаетесь в атмосферу.
В конце концов, температура значительно варьируется на каждой планете в нашей Солнечной системе из-за множества факторов. Но из того, что мы можем сказать, Земля одинока в том, что она испытывает колебания температуры, достаточно малые для достижения определенной степени стабильности. По сути, это единственное место, о котором мы знаем, что оно достаточно теплое и достаточно прохладное, чтобы поддерживать жизнь. Везде еще слишком экстремально!
В журнале "Космос" есть статьи о температуре Земли и температуре планет. Вот некоторые интересные факты о планете Земля, и вот статья о том, почему у Земли есть времена года.
Если вам нужна дополнительная информация о Земле, ознакомьтесь с Руководством НАСА по исследованию Солнечной системы на Земле. А вот ссылка на Обсерваторию Земли НАСА.
Для получения дополнительной информации, попробуйте трекер температуры Земли и сезонные температурные циклы.
Мы также записали эпизод «Астрономического каста» о планете Земля. Послушайте, Эпизод 51: Земля.
