A temperatura de equilíbrio na superfície de um planeta é a temperatura teórica de um planeta se ele fosse um corpo negro cuja única fonte de calor é sua estrela-mãe. Neste modelo, a presença ou ausência de uma atmosfera (e, portanto, de qualquer efeito estufa ) não é considerada e a temperatura teórica do corpo negro é tratada como se viesse de uma superfície idealizada do planeta.
Alguns autores usam outros termos, como a temperatura equivalente do corpo negro de um planeta ou a temperatura de radiação de emissão efetiva de um planeta. Conceitos semelhantes incluem a temperatura média global e a temperatura média do ar na superfície global, que incluem os efeitos do aquecimento global .
Se a irradiação solar incidente no planeta (fora de sua atmosfera) em sua distância orbital do Sol é I 0 = L o / (4 π d 2 ), onde L o é a luminosidade do Sol (3,828 10 26 W), e d a distância do planeta ao Sol, a quantidade de energia absorvida pelo planeta depende da sua albedo de uma e a sua secção transversal S :
Para um planeta esférico , a seção transversal é .
A potência irradiada pelo planeta na forma de radiação térmica depende de sua emissividade e de sua área de superfície, de acordo com a lei de Stefan-Boltzmann :
onde P out é a potência irradiada, é a emissividade, σ é a constante de Stefan - Boltzmann , A é a área da superfície e T é a temperatura. Para um planeta esférico , a área da superfície é .
A temperatura de equilíbrio T eq é calculada definindo P in = P out para o caso ideal de um corpo negro , no qual a emissividade é = 1. Portanto:
e, com I 0 = L o / (4 π d 2 ) , também temos:
onde L o é a luminosidade do Sol (3,828 10 26 W), ed a distância do planeta ao sol.
Comparação das temperaturas dos planetas (cuja descoberta é confirmada) que estão mais próximas da Terra:
Mercúrio | Vênus | terra | Lua | Kepler-22b | Março | |
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I 0 , irradiação solar (W / m 2 ) | 9082,7 | 2601,3 | 1361,0 | 1361,0 | 586,2 | |
a , albedo de título global | 0,068 | 0,770 | 0,306 | 0,110 | Desconhecido | 0,250 |
I 0 (1-a), irradiação efetiva (W / m 2 ) | 8465 | 598 (*) | 944 | 1211 | 439 | |
T eq , temperatura de equilíbrio planetário | 439,6K
+166,4 ° C |
226,6 K (*)
-46,6 ° C |
254,0 K
−19 ° C |
270,4 K
-2,8 ° C |
262 K
−11 ° C |
209,8 K
-63,4 ° C |
+ Efeito estufa | - |
737 K 463,9 ° C |
288 K 15 ° C |
- |
295 K 22 ° C |
210 K -62,8 ° C |
Rotação síncrona | 3: 2 | Quase | Não | sim | Desconhecido | Não |
Referências | ||||||
(*) Nota: a baixa temperatura de equilíbrio para Vênus se deve ao seu forte albedo, o que significa que apenas 23% da irradiação solar é absorvida, ou seja, 598 W / m 2 . |