如果地球没有大气层，冬天还会这么冷吗？这个问题并不好回答，因为地球的大气层就像一个可靠的温室，使得地球表面温度保持在13.9摄氏度（57华氏度）左右。这个温度比人类一般所说的“室温”低得多，但要记住，这是对于整个星球来说的。这个平均温度包括了所有的海洋和极地地区的地表温度。所以也许13.9摄氏度也没有那么冷，不是吗？当然，现在还有一个坏消息，伴随着人类向大气中排放越来越多的温室气体，例如二氧化碳等，造成气候变化，地球的温度正在缓慢地升高。温室效应就是指气候变化引起的地表温度上升。
太阳辐射的能量
太阳是一个巨大的由气体构成的球，她将相对较小的原子撞击在一起形成更大的原子。这个过程产生大量的能量，我们称之为核聚变（正如我们在这篇文章中讲的那样）。这些能量如此巨大以至于我们周围没有什么东西像太阳表面那样热（如果你想了解具体的数据话，那就是5500摄氏度）。太阳表面以电磁波的形式向外辐射能量，其中处于可见光的频率范围内的那一部分就是我们看见周围事物所需要的太阳光。太阳的燃料足够维持这种状态50亿年。但是，与其考虑太阳可以放出的总能量，不如看看她的功率。现在我们很快地了解一下能量和功率的区别：如果你将一本书从地上捡起来放到桌子上，你大约要消耗10焦耳能量。现在你应该对焦耳这个能量的单位有所了解。功率是使用能量的速率。可以用能量除以消耗这部分能量所需要的时间来计算功率。如果你捡起这本书需要1秒，那么可以计算你的功率是10焦耳/1秒——10瓦。但假设你花了不少时间，用10秒钟把书搬到了桌子上。尽管需要的能量仍然是10焦耳，但功率只有1瓦。作为比较，你房间里的LED灯的功率可能是15到20瓦。太阳的功率是多少呢？太阳输出的功率是3.8×1026瓦（如果这里不用科学计数法，相信没有人会愿意去数零的）。我们只需要知道，这是一个相当大的功率。
但是这是太阳的总输出功率。如果你在一个距离太阳有一定距离的行星上，行星仅能接收到一小部分的太阳输出功率。这时候辐射强度的概念就变得有用起来。想象有一个环绕太阳的球体，它可以接收太阳产生的全部能量。如果这个球的半径变为原来的两倍会发生什么呢？太阳发出的功率仍然是相同的，但它将分布在更大的面积上，意味着强度更低了。我们可以用总输出功率除以这些功率所分布的面积来计算强度：这就是太阳光的强度，单位是瓦每平方米（W/m2）。为什么这里会出现4π？这是因为球的表面积是4πr2，这里r是球的半径。我们来代入数据进行计算。太阳到地球的距离是1.496亿千米（我们称这个距离为一个天文单位，1AU）。利用太阳总输出功率是3.8×1026瓦，算出地球上接收到的太阳辐射的强度是1396瓦每平方米。火星上的太阳辐射强度是多少呢？火星的公转轨道半径大约是1.5AU，可以算出太阳光强度只有600瓦每平方米。在离太阳更近的水星上，太阳辐射强度是8445瓦每平方米。吸收和放出辐射来自太阳的光（还有各个波段的辐射）落在地球表面上。这些辐射造成地球表面的温度升高，这是需要能量的。我们关心的不是总能量（你很快就会知道原因），而是功率，地球每秒吸收的能量。这当然和地球的大小有关，因为物体越大吸收的太阳辐射越多。尽管地球近似是一个球体，地球面对太阳的部分看起来是一个圆。让我们把地球接收到的功率记为Pin，得到这样的公式：在这个表达式中，I是太阳辐射强度，R是地球半径。但等一下，上面这个公式不对！这里假设所有到达地球的光都被吸收了，成为”能量输入”的一部分。但事实并非如此。一部分的入射太阳光被吸收了，但还有一部分被反射了。如果你曾经比较过在太阳下穿着白色和黑色T恤的区别，你就应该很容易理解这件事，毕竟穿黑色T恤在太阳下更暖和（或者热）。我们定义行星的反射率为被行星表面反射出去的光的比例，用希腊字母α表示。这是一个无量纲数，取值范围在0到1之间，0表示的是没有反射光的黑体，1表示完全反射来自太阳（或者其它地方）的
【来源】https://www.ithome.com/0/742/596.htm
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