A Hold felszíni hőmérséklete nem attól függ, mekkora távolságra van a Naptól (bár van köze hozzá), hanem attól, mennyi elektromágneses sugárzás éri. (itt jön az, hogy ha valami messzebb van a Naptól, akkor egységnyi felületére kevesebb sugárzás jut). A sugárzással terjedő hőátadás a termodinamikában egy egyszerű képlettel számolható, ebben a legfontosabb összetevők a sugárzó test tőmérsékletének negyedik hatványa, a besugárzott test hőmérsékletének negyedik hatványa, valamint a besugárzott test sugárzás-visszaverési mutatója (feketeség), valamint a felület nagysága. Tehát a képletből látszik, hogy a távolság nem játszik szerepet.
Csak most vettem észre ezt a két és fél hónapos bejegyzést.
NAGYON NEM IGAZ, amit Kukac ír!
Ha a besugárzott test hőmérséklete nem függne a távolságtól, akkor az adott hőmérsékletű Naptól tetszőleges távolságban levő összes bolygónak egyforma lenne a hőmérséklete. Ez nyilvánvalóan nonszensz.
A bolygót érő (felületegységre eső) besugárzás a távolság négyzetével fordított arányban csökken. A Stefan-Boltzmann törvény alapján számított, a sugárzó test hőmérsékletének negyedik hatványával arányos sugárzási energiasűrűség is ugyanebben az arányban csökken.
A jelenség megértésének kulcsa az, hogy rájöjjünk: a Nap sugárzása a Földre vagy más bolygóra érkeztekor már nem termikus sugárzás. A Planck-görbe egynegyede vagy egy százada már nem Planck-görbe!
Ha egy szilárd test (porszemcse vagy bolygó) elnyeli a sugárzást, majd ugyanannyi energiát kisugároz, akkor a kimenő spektrum ismét Planck-típusú, de jóval kisebb hőmérsékletnek megfelelő lesz - úgy, hogy az új Planck-görbe integrálja, a teljes kisugárzott energia megegyezzen a bejövő teljes energiával, ami az eredeti Planck-görbe integráljának a megfelelő távolságnégyzettel csökkentett értéke. Azt mondjuk, a kis test termalizálja a nem termikus besugárzást.
Egy gyorsan forgó porszemcsének minden része lényegében mindenütt ugyanakkora hőmérsékletű lesz. És ez a hőőmérséklet a Nap felszíni hőmérséklete mellett a bolygó Naptól mért távolságától (és a Nap rádiuszától) függ, ezekből az adatokból számítható ki. Az eredeti kérdezőnek tehát igaza van: a Föld és a Hold kb egyforma távolságra van a Naptól, ezért egyforma hőmérsékletet várnánk.
A dolgot két tényező bonyolítja. Egy nagyobb, lassan forgó test besugárzott és árnyékos oldala között jelentős hőmérsékletkülönbség alakulhat ki: a Hold nem jellemezhető egyetlen hőmérséklet-adattal. A másik fontos tényező a légkör. Ez egyrészt segít tompítani az éjszakai és a nappali oldal közti hőmérséklet-különbséget, másrészt a sokat tárgyalt üvegház-effektus miatt megemeli a bolygó egyensúlyi hőmérsékletét.
Az eredeti kérdésre tehát ez a válasz: a Hold és a Föld hőmérséklete közötti különbség a földi légkör üvegház-hatásának köszönhető.
A feketetest-sugárzás termodinamikájáról, valamint csillagászati alkalmazásairól, köztük a fenti kérdésekről szól az Atomcsill sorozat 11. évadjának első előadása szeptember 10-én. Címe:
A fekete fény. Részletek (majd):
http://www.atomcsill.elte.hudgy