Леонид Васильевич Ксанфомалити - Планета Венера

Равновесная, эффективная и яркостная температуры

Сравнивая тепловой поток от планеты с излучением абсолют­
но черного тела, помещенного на орбиту планеты, можно найти од­
ну из основных характеристик последней — ее интегральное сфери­
ческое альбедо /1В. У абсолютно черного тела (АЧТ), по определению
Ав=0, коэффициент излучения е=1. Его установившаяся темпера­
тура 7'р называется равновесной. Радиус тела гАЧТ не имеет зна­
чения, но предполагается, что вся его поверхность имеет одну
и ту же постоянную температуру Т9. Такое условие выполняется,
например, если тело имеет высокую теплопроводность.
Равновесная температура
определяется из равенства энергии
Ео, падающей от Солнца на диск с площадью лг|чт 11 излучаемой
всей поверхностью сферического тела 4лгАЧт:
пг\ч1Е01а- = Алг\ч1вТ^.
(4.01)
Здесь а — большая полуось орбиты Венеры, о — постоянная
Стефана — Больцмана, 5,67032-10-3 Вт-К-1-м-2,
—солнечная
постоянная, Ео=1,367±О,ОО2 кВт-м-2 (Фролих, 1982). Равно­
весная температура абсолютно черного тела на орбите Венеры
(а=0,723332 а. е.) составляет:
Т, = [Е0/(4оа2)] ‘А = 327,6 К.
(4.02)

Эта величина часто используется в расчетах.
В отличие от АЧТ, альбедо Венеры в визуальном диапазоне
гораздо ближе к единице, чем к нулю. Для этого случая уравнение
(4.01) имеет вид:
(1 — Ав)Е„1а- = 4оТ},
(4.03)
7

л. В

Ксанфэмалити

193

где Ав — интегральное сферическое альбедо Венеры, найденное
для всего спектра солнечного излучения, а Те— эффективная или
болометрическая температура планеты. Под Те следует понимать
такую эффективную температуру, при которой энергия, излучае­
мая абсолютно черным телом с той же поверхностью, что и у пла­
неты, совпадает с энергией, излучаемой планетой во всем спектре
электромагнитных колебаний. С учетом значения /1В =0,766, кото­
рое обосновывается в разделе 5.05 эффективная температура Венеры

Те = ГЛ (4‘-~.Лв) ]1/4 = 228 К.

(4.04)

Значительно подробнее тепловое излучение планеты характери­
зуется яркостной температурой Ть. Она равна температуре абсолют­
но черного тела, излучающего на данной длине волны (частоте)
ту же энергию, что и планета. Температуру Ть справедливо такжеотносить к небольшим районам излучающего поля планеты. Следу­
ет помнить, что Те не совпадает с яркостной температурой Ть Ве­
неры, хотя условие постоянства температуры излучения, эквива­
лентное высокой теплопроводности тела, выполняется почти для
всех районов планеты благодаря высокой эффективности глобаль­
ного массотеплопереноса. У Венеры основная часть потока теплово­
го излучения исходит от аэрозольной среды •— ее облаков. Из-за
имеющегося высотного градиента температур излучение облаков
имеет анизотропный характер, благодаря чему яркостная темпера­
тура излучения в направлении почти всей полусферы несколько
выше эффективной (ТЬ>ТС). Лишь вблизи горизонта Ть --">