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有人说月球昼夜温差二三百度,而地球两极温差只有几十度?为什么?
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相对于其他星球而言,地球环境比较稳定,早晚温差较小,年温差也较小,这种稳定的环境能够帮助生物在地球上生存。
然而同样是处在太阳系的其他星球,昼夜温差就不如地球稳定。以月球为例,白天月球在太阳直射的情况下,温度可以高达127摄氏度,而夜晚又会降低到-183摄氏度,昼夜温差达到了310摄氏度,以至于生物很难在月球生存。
但是问题也来了,为什么月球的温差这么大呢?
想了解这个问题,我们还要从地球温差开始说起。
地球温差
温差的形成,离不开大气层以及星球的物质构成。
我们知道,地球有大约70%的面积是海洋,而海洋的比热容非常大,比砂石、土壤等要吸收更多的热量才能升温。这导致当太阳直射到地球表面时,海洋是升温速度很慢,所以白天的地球温度并不会显著增温。
而到了晚上时,海洋降温速度也比较慢,这使得夜晚时地球速度不会明显降低。
这个特点在海边最能够体会到,但在内陆,由于远离海洋,再加上内陆地区湖泊、河流较少,以至于白天会比海边地区升温明显,夜晚也比海边地区降温显著,所以在我国新疆地区才有一句谚语:早穿棉袄午穿纱,抱着火炉吃西瓜。
在地球上,昼夜温差最大的地区要数非洲撒哈拉沙漠,这是因为撒哈拉沙漠是由砂石构成,砂石的比热容非常小,以至于升温的降温都非常明显。
我国的极地地区昼夜温差也较大,达到了40度左右,之所以如此,是因为两极地区是冰盖系统。冰虽然是水组成的,但是冰的分子结构相对于水而言更稳定,粒子之间的运动速度比水分子更慢,因此冰的比热容比水要小,大约只有水的一半。
但由于冰能够反射太阳光线中的大量光子,所以即使是夏季,两极地区的温度也不高。
其次,空气中有较多的物质粒子,其中就包括温室气体,温室气体对地球温度提到保温作用,即使是在寒冷的北极,也因为温室气体以及海洋比热容的缘故,使得昼夜温差不超过50摄氏度,远远不如月球早晚温差的300摄氏度。
了解了是什么因素影响地球的温差之后,我们就知道了月球为什么昼夜温差较大。
月球温差
月球温差较大的原因,主要是月球没有大量液态水,以及大气层。
其实月球在形成之初,和地球一样有大量水分子,原因是因为月球的形成和地球有关。在大约40亿年前,在地球轨道附近有一颗类似于火星的行星忒亚,由于轨道相近,导致忒亚撞上了地球轨道,使得忒亚解体。
由于忒亚的撞击,使地球一部分物质被撞击到太空中,还有一部分物质和忒亚的残骸一起构成了如今地球,而被撞击到太空中的物质由于地球的引力并没有跑太远,后来在引力坍塌的作用下形成了月球。
也就是说,月球上的物质有一部分来自地球,另一部分是忒亚。
根据地球水起源来判断,地球上的水主要是由地球自带水以及小行星撞击送来的水组成。而这两种水几乎也能在月球上找到。
按理说,月球上应该也含有大量的水,但实际上由于月球引力过小,导致月球上的水分子都被太阳风吹跑了。
我们知道,月球的质量很小,只有地球质量的1/81,在宇宙中,质量决定天体的引力,由于月球质量较小,使得月球的引力也比较小,以至于月球根本没办法束缚住大气层。
当太阳直射到月球表面时,由于温度的升高,使得月球上的水分子蒸发速度加快,而月球的引力又比较小,很难将水分子束缚在大气层中,以至于水分子最终逃逸到宇宙中。
久而久之,月球表面的水就会越来越少,以至于现在月球表面是由土壤以及岩石构成。而土壤以及岩石的比热容较小,当太阳直射时,月球表面会很快升温;到了晚上时,温度又会迅速降低,以至于月球表面温差较大。
温差对生物的影响
对于大多数生物而言,温差过大并不利于生物生存。
首先,生物想要进行新陈代谢活动,需要在适宜的温度下进行,对于冷血动物而言,它们体温严重依赖外界温度,所以当外界温度过低时,它们会冬眠。对于常温生物而言,如果外界温度过低,那么生物将要消耗更多的能量用于维持体温。
也就是说,无论是对哪种动物,温度过低都会影响生物生存。
其次,除了人类之外,其他动物调节体温的方式是通过换毛、掉毛来应对温度,如果早晚温差过大,那么生物将无法在短时间内调整自己毛发,以至于动物要么热死,要么冻死。
还有,当温差过大时,一些不耐寒的植物将会在夜里冻僵,影响生长。而植物是地球生物的能量来源,如果植物大规模死亡,那么以植物为根基的食物链也将不复存在。
从这些因素来看,如果地球环境是一个温差过大的星球,那么地球上将很难发展出高等生物,更不会演化出人类这样的生物。
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有人说月球昼夜温差二三百度,而地球两极温差只有几十度?为什么?
不是有人说,而是科学观测的事实。
准确的说,月球的昼夜温差约在340度,因为白天,也就是被日光照射到的地方,温度约127℃;夜间,也就是日光没有照射或者背阴的地方,温度为-183℃。
这是因为月球不像地球有一圈浓厚的大气层,就像身上盖了一床厚厚的被子,具有阻隔辐射过于强烈和保温的作用。
月球是没有大气的,准确的说极其稀薄,比地球一般的人造真空还要真空很多,因此太阳几乎是直通通的照射在月球上。而且月球表面物质热容量和导热率很低,所以被照射的地方温度就会急剧升高,太阳一移开,又会急剧下降。
科学家们用射电测定月面土壤温度,在深处温度变化也很小,证实了月面物质导热率低。
月球上没有大气,当然永远也无云。
因此几十亿年来,都是这样光秃秃的暴露在太阳下,照射到的地方不但是高温,还有大量的高能射线,如紫外线、X射线、伽马射线,还有太阳风吹过来的高能粒子,所以人如果暴露在外,不光会被憋死,热死或者冻死,还会被辐射而死。
月球的高度真空低气压,还会把人体内的体液和气体迅速抽吸出来,人体会爆裂干瘪,因此在月球上人如果没有达标的宇航服保护,是会死得很惨的。
即便有了宇航服,也不是能够阻挡所有的高能辐射,所以在太空执行任务的宇航员时间长了,都会受到辐射危害。
地球大气和磁场很好的保护了生态。
当每秒800公里的太阳风袭来时,地球磁场能够起到第一道最重要的防护铠甲作用。
地磁把太阳风带电粒子偏转,顺着磁力线经过地球,走向远方。而漏网的一些高能粒子,会从地球磁力线的薄弱环节~南北极渗入,这时第二道防线起作用了。
大气中的粒子与太阳风带点粒子碰撞产生交互作用,南北极发出绚丽的极光,就是大气粒子与太阳风剧烈战斗迸发出来的光,太阳风越强烈,极光就越绚丽。通过这种战斗,将太阳风绝大部分能量消弭掉。
太阳中能够杀死生物的紫外线等高能射线,进入大气后,被大气分子吸收了不少,最终在距离地表20~25千米的高空,被臭氧层吸收阻隔,只有约1%长波长低能量的紫外线漏网下来。
就是这点紫外线,如果人们暴晒也是会受到伤害的。
而气温也由于大气的吸热和散热缓冲原因,大地不会被晒得太热,当太阳没有时又能够保温。
地球不同区域温度有差异,主要是太阳直射或斜射的原因。
当太阳直射到哪个区域,哪个地方就是夏天;反之,就是冬天。
由于地球有一个自转轴,地球就是围绕着这个自转轴旋转,转一周就是一个昼夜。
但这个自转轴在45亿年前被一颗行星撞歪了,相撞融合后抛出一块形成了月球,这样地球就是歪着脖子围着太阳公转了,而且有了月球相伴。
由此,地球自转赤道就与太阳黄道形成一个23°26’的夹角,太阳光就不是一直都直通通的照射着地球赤道了,而是在赤道两侧形成了一个23°26’的南北回归线,太阳直射就在这个回归线上下移动,一年行走一次。
直射到哪个区域,哪里就是夏天,斜射得最厉害的区域就是冬天。这就是春夏秋冬一年四季的由来,地球南北半球的冬夏正好相反。
而地球的两极由于一直享受太阳光照很少,总是处于最斜射的阳光之中,因此就相对要寒冷许多。
其实,月球的两极也相对温度要低一些,道理是和地球一样的。但由于上面没有大气阻隔,因此温差会相应小一些。
就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
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有人说月球昼夜温差三百摄氏度,而地球两极地区温差几十摄氏度,为什么?
太阳系内八大行星,每颗行星上的温度都不相同,影响因素主要是公转轨道半径的大小,也就是个太阳的距离,以及自身环境的影响,例如是否具有大气层、海洋等等。八大行星中,只有地球位于宜居带内,有着适宜的温度可以保证稳定液态水的存在,这也是生命诞生的基本条件之一。
但有的朋友可能很奇怪,地球位于宜居带之内,那么我们唯一的天然卫星月球也是在宜居带之内,但是月球上的温度变化就非常大。月球赤道附近最冷的时候温度可以达到零下180摄氏度,最热的时候可以达到零上120摄氏度,昼夜温差300摄氏度。
由于月球被地球潮汐锁定,导致月球的自转周期和公转周期严格的相等,达到29.5个地球日。那么这也就意味着月球上的一昼夜要29.5地球日,月球的自转速度太慢了,这也导致月球白天照射的时间过程太长,月球晚上没有太阳的时间也太长,这是月球上昼夜温差较大的原因之一。
除此之外月球表面环境也有很大影响,首先月球上没有大气层接近于绝对真空,阳光直接照射到月球表面温度升高的快下降的也快。而向地球上有大气层的存在,它会吸收太阳能起到温度“缓冲”的作用,就像是农村家里种菜的大棚膜一样,可以保证棚内保持高温。
其次月球表面上没有液态水,而地球表面上百分之七十都被海洋所覆盖,水的比热容要大于岩石,那么吸收热能之后升温比较慢,同时释放能量降温也比较慢。但是月球上就不同了,没有液态海洋,阳光直射月球表面升温非常的快,但如果夜晚来临经历两个星期左右的时间,温度迅速下降。
跟月球状况非常相似的是距离太阳最近的水星,水星在八大行星中是最小的,下图是太阳系内四颗岩石行星。水星距离太阳非常近,大约为0.46天文单位,水星表面上也没有大气层和液态水,和月球类似遍布着大量的撞击坑。
水星的自转周期比月球要长大约是58.6天,水星白天的时候表面温度最高可以达到430摄氏度,水星夜晚来临没有太阳直射,温度会下降至零下180摄氏度,这也就意味着水星上的温差可以达到610摄氏度。同样是距离太阳比较近的金星,它的表面温度是八大行星中最高的,但是昼夜温差却很小,主要原因还是金星有非常浓厚的大气层,并且主要都是温室气体。
文/科学黑洞,图片来源网络侵删。
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白日炼丹炉,夜晚广寒宫。
用在月球表面昼夜温差变化,恰如其分。白天,月球受到太阳光的照射,月球表面最高温度可达130℃。而一旦进入夜间,没有了阳光的温暖,月球表面温度可直降到_180℃以下。也就是说月球表面昼夜温差有310℃。月球表面昼夜温差如此之大,主要是月球表面没有大气层的保护,热的快,冷的更快。而且月球表面物质的吸热量与导热率又低。尽管月球内核温度高达1000一1500多度,由于月球表面物质导热率低,因而,月球表面的温度很少有较大变化。只能是有太阳光照射時温度极高。一旦进入夜晚,没有了太阳光的温暖,温度就会降到极低。也就是说月球表面昼夜温度变化全靠太阳的照射而决定。
而我们的地球则全然不同。厚厚的大气层,如同巨大无比的暖被覆盖着整个地球的表面。起到良好的保温作用。就是最热的三伏天,地面温度也就是40-50℃。而入夜最热的時候也不过40℃。这不过是局部地方的温度。除了大气层的保温,还有地球本身就是一个炽热的球体。其地核温度高达6000℃,远超过太阳表面的温度。也就是说,虽然地层很厚。但地核深处散发出来的热量,却温存着地球表层。产生了地热,温泉。茫茫大海,广袤无垠的土壤,无不時時刻刻散发出热量。这些无不突现出了地球表面本身就是一个保持恒温的巨大物体。
不同的环境,不同的地质状况,虽同处太阳的照耀,但却是冰雪两重天。
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月球是目前唯一一个人类登陆过的地外星球,在1969年7月20日,阿波罗十一号载着阿姆斯特朗在内的三名宇航员缓缓降落在月球表面,首次登陆了月球,同时也实现了人类数千年来踏足月球的一个梦想。月球作为地球的卫星,也是距离地球最近的一个天体,因此月球是人类探索外太空的首要目的地。
月球的起源。
对于月球起源在历史上的说法大致可分为共振潮汐分裂说、同源说、俘获说和撞击成因说四类假说,其中撞击成因说是目前最为主流的科学理论。
在46亿年前,太阳系刚刚形成不久,那时候许多行星的轨道上还有很多杂七杂八的天体,当然,我们地球的轨道上也有一个和现在火星差不多大的行星,当时,我们把它命名为忒亚,忒亚刚开始其实是绕着太阳在运动,但在引力的作用下,忒亚距离早期地球开始越来越近,最后甚至直接撞上了地球。
大家或许都以为忒亚这一撞极有可能在宇宙中毁灭破碎,其实不然,由于忒亚的体积比较大,它这一撞自己不仅没有特别大的损坏反而直接把早期的地球给撞散架了,地球被撞击后大量的碎片都被撞出来,后来这些碎片逐渐在引力的作用下,一部分回到地球自身,另外一部分便开始绕着地球运动,刚开始看起来有点像土星环一样,经过了长时间的沉淀,这个“环”竟然在引力的作用之下,逐渐形成了一个天体,月球也因此诞生了。
月球的自转周期与它绕地球的公转周期一致,这样一来导致地球与月球的自转速度相差很大,并且使得月球总是以同一个半球向着地球,我们称之为“地球面”或者叫“正面”,而我们人类永远看不见的那半个月球被称为“背面”。
根据科学家们的研究发现,白天月球表面被阳光垂直照射的地方温度可高达127℃,然而到了夜晚太阳下山后,温度便会显著下降,其表面温度可降低到-183℃,这个温度可以说是我们太阳系中最低的温度,这意味月球表面会变得比冥王星还冷,中间的昼夜温差高达300多度!
为什么月球的昼夜温差大呢?
首先,大家要清楚大气层对于一个行星来说,有着决定其表面温度的关键性作用,然而月球表面大气压大约是10的负14次方大气压,也就是说是超高真空状态,几乎是没有大气存在的,因此我们可以说月球表面并没有大气层。
这也就导致了太阳直接照射到月球表面上的时候,白天缺少大气对太阳辐射的削弱作用,得到的太阳辐射多,晚上没有大气保温作用,地面辐射冷却剧烈,所以月球上的气温就没有像地球大气一样的调节作用。
换句话说,如果白天在月球上有一块石头被照着太阳的一面是130度,然而石头阴影地方,哪怕仅仅相距只有一两厘米,那个位置也是-150度,在几厘米的范围可以温差三百度;
其次以前我们已经说了月球的公转周期和自转周期相同,也就意味着月球上的一天相当于地球上的30天,这就造成了白天太阳长时间照射,温度很高,晚上长时间没有太阳照射,温度很低;
最后我们要清楚,我们人类对于月球的探究之旅一直没有停止,对于宇航员以及探测器的数据显示,迄今为止发现在月球表面都是裸岩,并没有液态水的存在,比热容越大的物质吸收的热量就会越多,温度也就升得比较慢,温差就会变得很小,但是裸岩的比热容都比较小,这也就导致了升温和降温的速度都比较快,造成了月球的昼夜温差比地球大。
地球两极温差
南极和北极是地球上极其寒冷的地区,这两个地方的温度经常低至零下几十摄氏度。
根据科学家们观测发现,南极的年平均气温在—28摄氏度,最低气温达到了—89.6摄氏度,而北极的年平均气温要比南极高差不多20摄氏度,因此,从整体上来对比的话,南极要比北极冷很多,可以说北极的冬季相当于南极的夏季。
为什么南极和北极同样处于地球的两端,南极却比北极更冷呢?
首先,南极地处南极洲,其中98%的大陆被冰层覆盖,而且这些冰层的平均厚度可达近2000米,终年不化,而北极地处北冰洋,在北极的冰面积大约有850万平方千米,仅仅只有南极冰盖面积的60%左右,总而言之,南极洲是大陆,北极地区是海。
根据地理知识,海洋的比热容大于陆地,即海洋吸热散热的能力更强,因此海水的温度变化比较小,即地球北极温度变化小。
其次,南极地区地处高原,平均海拔为2350米,是世界上平均海拔最高的大洲,而北极的大部分面积是海洋,平均海拔与海平面相当,而海拔高大气层稀薄,对于地面辐射的吸收作用就比较弱,因此南极气温偏低。
最后,大西洋的暧流经过并流人北冰洋,从而提升北极地区的温度,而南极的天气系统就比较封闭,与中低纬度的热量交换较少,所以得不到热量的有效补充,蓄热功能也比较弱,因此南极温度比北极低。
温度对生命的影响
在地球上的大多数生物都是生活在-2~50度的一个温度环境变化范围内,当温度超过了这个范围,生物们就会难以生存下去,而且温度还影响植物的分布,同时也对动物的形态和生活习性也有影响。
就拿人类来讲,我们人类作为恒温动物,有着完善的体温调节机制,可以让身体保持一定的温度,而20℃左右就是人类生活的一个理想环境状态,温度过高过低都会影响到代谢反应,比如热带居民的发育和性成熟期一般比寒带和温带居民早,其衰老期的到来也会比较早。
而生物和环境是相互依存、相互影响的统一体,所有生物会不断地受到环境因素变化以及制约的影响,其中就包括了温度变化的影响。
温度变化直接或间接影响着生物的生长发育、生活状态、繁殖和分布状况。任何一种生物的生长发育,都要求在一定的温度范围内,因此,一定的温度范围对所有生物都很重要(生物的生理生化过程都需要在一定的温度下进行)。
适宜的温度是生命存在的必然条件,而月球上的温度其实也间接的反应出了不适合生命的存在。