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如果雪是黑色的,会对地球造成什么影响?

【JennyAdolf的回答(243票)】:

虽然没有加大气科学的标签,既然被在填坑途中的我逛到了,看见题主要严谨一点的讨论,那就说两句呗~~

--

这是严肃的正文

如果雪是黑色的,则在气候系统方面会影响地球-大气系统的辐射平衡

先告知几个定义:

1、吸收率A、反射率R、透过率t

根据能量守恒,有A+R+t=1,如果是不透明物体,则有A+R=1,t=0。

所以根据题主的要求,雪变成了黑色,则A大幅提升,那么相应的R就会大幅下降。

2、行星反照率

为什么也用R呢,因为行星反照率的定义是

地球-大气系统的反射率被称为行星反照率,它表示射入地球的太阳辐射被大气,云以及气溶胶反射会宇宙空间的总百分数,目前认为全球的行星反照率数值为0.3.

3、太阳常数

以日地平均距离时的辐照度为标准,以

表示大气上界在日地平均距离

时,与日光垂直平面上的的太阳分光辐照度,此时的太阳积分辐照度就是太阳常数。

定义式:

,WMO推荐的太阳常数值为

注:定义来源于《大气物理学》,北京大学出版社

OK~有了这堆定义之后,我们搬出最基本、最简单的两层辐射平衡模式。

什么意思呢,就是假设大气层的温度为什么意思呢,就是假设大气层的温度为

,地面的温度为

,大气层对长波辐射的吸收率为

,对短波辐射的吸收率为

,行星反照率为R。由大气辐射学的相关定义,绘制了辐射平衡图。(参考书籍《大气辐射传输导论》 ,需要较好的的大学数学基础)

而由上面的模式可以列出地面和大气的辐射平衡方程

这样就可以解出地面和大气的温度。

当我们模拟地球目前的情况,取当我们模拟地球目前的情况,取

,AL=0.8,AS=0.2,R=0.3,斯蒂芬-波尔兹曼常数σ=

则则可以解出

地面的平均温度为 274.75K,约为1.6摄氏度.

大气的平均温度为 247.74K,约为-25.41摄氏度

而如果积雪变成黑色,则会大幅降低R,我们假设R=0.2的情况。

地面的平均温度变成了 289.58K,约为16.43摄氏度

大气的平均温度变成了 255.62K,约为-17.53摄氏度

可以看见,地面气温从1.6升至了16.43摄氏度,上升了约15摄氏度,大气温度从-25.41摄氏度上升至了-17.53摄氏度,上升了约8摄氏度。对比一下温室效应上升2摄氏度。

当然,这只是一种假设,地球上的冰雪主要分布在两极,对两极的影响还有全球气候的影响一定是深远而复杂的。上面的这个式子只是简单的模拟,作为一种易于理解的方式表明不同的辐射因子对全球的影响

同时呢,温室气体则是通过增加AL,来影响全球地-气系统平衡,有兴趣的小伙伴可以算一算,升温2度的情况下,AL变成了多少。

--

注:上面讨论的情况是“雪天生就是黑色的”这种情况。而如果如评论中小伙伴们讨论的另一种“雪是因为后天因素变黑的”,也怪我考虑不周,因为这又是另一种情况了。

降雪过程作为大气污染物清除的“湿沉降”过程,又被称为“雪洗”,如果被洗下来的污染物已经让雪晶变成黑色,那么空气中的巨量的黑炭等粒子应该牢牢的锁住了天空,很难让阳光透过,这就是“阳伞效应”。

这种情况下的行星反照率R则会大大增加,通过上面的平衡方程可以看出来,会引起较为强烈的降温。假想的“核冬天”就是强烈“阳伞效应”下的后果。

--

专栏zhuanlan.zhihu.com/Daqi 不定期更新,欢迎关注~

图片是自己画的,请不要随意在本文章外引用~~

【UnderAbove的回答(166票)】:

煤雪争春未肯降,骚人搁笔费评章。

煤须逊雪三分白,雪却输煤一段香。

【李苏凌的回答(24票)】:

改成:

什么东西天上飞 东一堆来西一堆

莫非玉皇挖地道 全是灰啊全是灰

【莉莉丝的回答(10票)】:

“黑雪纷纷何所似?”“撒煤空中差可拟。”“未若青丝因风起。”“青丝何以成团?”“兄长定未曾入过女子闺房。”

【宋三娘的回答(41票)】:

如果从一开始就是黑色的话,南北极冰盖在形成之前就会全部融化,地球对外热辐射会减少,海洋会更加温暖,最先进化出智慧的生物可能是海洋生物。

【柠檬片泡水的回答(4票)】:

雪是小冰晶啊。

抛出一个天马行空的假设让别人来严肃讨论是不是有点那个……

如果顺着楼主的思路的话,那就是大部分雪都降不下来了,因为一旦形成雪,反射率降低吸热温度升高就容易化。南方可能再也见不到雪了。北方还有可能。天气稍冷,天上含有水汽较多的部分就是灰灰的一坨,估计比现在的雾霾还难看多了。一下雪白天黑夜分不清,落到地上黑雪黑土分不清,给生活造成巨大困难。南北两极冰盖都会大大缩小,而且冬夏差别巨大。化出来的水进一步提升海平面。

对个人的影响就是冬天唯一的好处也没了,大家都很讨厌冬天。

【张扬的回答(10票)】:

就没有白雪公主的故事了……

也没有浪漫的踏雪寻梅了。

初雪也没有炸鸡和啤酒了。

下雪天一起走也不会到白头了!

谁在和我打雪仗我废了他!

北极熊会变成花熊猫了!

企鹅再也不能趴着睡觉了!

东北的人们怎么生活呀!

心好累呀…………

谁想的问题……出来

【王八狮子甲的回答(2票)】:

那样的话黑雪姬这个名字就很平常了。。。

【此处无查询的回答(2票)】:

你知道雪为什么是黑的么,因为它忘记了自己的颜色

【杨頔的回答(5票)】:

一想到融化后水都是黑色的,就觉得心好累。巧克力浆?。。

植物们吸收黑色的水,颜色也会有所改变,至少脉络会变成深色的,和中毒一样。

冰川一定会减少,因为黑色吸热强,融化比较快。。。

最后,这个地球基本上都是黑色的。费列罗么?

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