Кіріспе
Электромагниттік сәулеленудің бірдей жалпы мөлшерін шығаратын қара дененің температурасы. Жұлдыз немесе планета сияқты дененің тиімді температурасы – бірдей жалпы мөлшерде электромагниттік сәулеленуді шығаратын қара дененің температурасы болып табылады. Тиімді температура көбінесе дененің сәуле шығару қисығы (толқын ұзындығына тәуелді) белгісіз болған жағдайда, дененің беткі температурасын бағалау үшін қолданылады. Егер жұлдыздың немесе планетаның сәуле шығару қабілеті бірліктен кем болса (қара дененің сәуле шығару қабілетінен кем болса), дененің нақты температурасы тиімді температурадан жоғары болады. Сәуле шығару қабілетінің төмен болуы беткі немесе атмосфералық қасиеттерге, мысалы, парниктік эффектіге байланысты болуы мүмкін.
The effective temperature of a body such as a star or planet is the temperature of a black body that would emit the same total amount of electromagnetic radiation. Effective temperature is often used as an estimate of a body's surface temperature when the body's emissivity curve (as a function of wavelength) is not known. When the star's or planet's net emissivity in the relevant wavelength band is less than unity (less than that of a black body), the actual temperature of the body will be higher than the effective temperature. The net emissivity may be low due to surface or atmospheric properties, such as the greenhouse effect.
Жұлдыз
Жұлдыздың тиімді температурасы – жұлдыздың беткі ауданына шаққандағы жарықтығы бірдей қара дене температурасы және Стефан-Болцман заңы бойынша анықталады. Жұлдыздың жалпы (болометриялық) жарықтығы , мұндағы R – жұлдыз радиусы. Жұлдыз радиусының анықтамасы, әрине, оңай емес. Нақтырақ айтқанда, тиімді температура – жұлдыз атмосферасындағы Россленд оптикалық тереңдігінің белгілі бір мәнімен (әдетте 1) анықталатын радиустағы температураға сәйкес келеді. Тиімді температура және болометриялық жарықтық – бұл Герцшпрунг-Рассел диаграммасына жұлдызды орналастыру үшін қажетті екі негізгі физикалық параметр. Тиімді температура да, болометриялық жарықтық та жұлдыздың химиялық құрамына байланысты. Күннің тиімді температурасы шамамен fmt=commas құрайды. Халықаралық астрономиялық одақ температураны өлшеу бірлігі ретінде пайдалану үшін анықтаған номиналдық мән fmt=commas тең. Жұлдыздардың температурасы төмендейді, олардың орталық ядросынан атмосфераға қарай. Күннің "ядро температурасы" – ядролық реакциялар өтетін Күн ортасындағы температура – 15 000 000 К деп есептеледі.
Жұлдыздың түс индексі оның температурасын көрсетеді – қызыл М жұлдыздары инфрақызыл сәулеленуде өте күшті болса, ал көк O жұлдыздары ультракөк сәулеленуде өте күшті. Әдебиетте түрлі түс-тиімді температура байланыстары бар. Бұл байланыстар жұлдыздық металдық және беттік гравитация сияқты басқа жұлдыздық параметрлерге де тәуелді. Жұлдыздың тиімді температурасы жұлдыздың бірлік бетінен сәулеленетін жылу мөлшерін көрсетеді. Ең ыстық беттерден ең салқын беттерге дейінгі жұлдыздық классификация тізбегі O, B, A, F, G, K, M деп белгіленеді.
Қызыл жұлдыз – бұл кішкентай қызыл ергежейлі, әлсіз энергия өндіретін және кішкентай беті бар жұлдыз, немесе Antares немесе Betelgeuse сияқты кеңейген алып немесе тіпті супергигант жұлдыз болуы мүмкін, олардың екеуі де әлдеқайда көп энергия өндіреді, бірақ оны өте үлкен беті арқылы өткізеді, сондықтан жұлдыз бірлік бетінен аз сәуле шашады. Спектрдің ортасына жақын жұлдыз, мысалы, қарапайым Күн немесе алып Капелла, әлсіз қызыл ергежейлі жұлдыздардан немесе кеңейген супергиганттардан, бірақ Вега немесе Ригель сияқты ақ немесе көк жұлдыздан бірлік бетіне көбірек энергия сәулелендіреді.
Жердің тиімді температурасы
Жердің альбедосы шамамен 0,306-ны құрайды, ал орташа орбиталық радиусы 1,5×108 км болғандағы күн сәулесінің сәулеленуі (L / 4 π D2) 1,5×108 км-ге тең. Планета өте жылдам айналады, сондықтан аудан қатынасын былай бағалауға болады: ε=1 және қалған физикалық тұрақтыларды ескергендегі есептер Жердің тиімді температурасын көрсетеді. Жер бетінің нақты температурасы 2020 жылғы орташа мәні бойынша шамамен тең. Екі мән арасындағы айырмашылық парниктік эффект деп аталады. Парниктік эффект атмосферадағы заттардың (парниктік газдар мен бұлттар) жылулық сәулеленуді сіңіріп алып, ғарышқа шығарылатын сәулеленуді азайтуынан туындайды, яғни планетаның бетінен ғарышқа жылулық сәулелену эмиссиясын төмендетуінен. Беттік температураны теңдеуге қойып, ε-ны шеше отырып, 288 K Жер үшін шамамен 0,61-ге тең тиімді эмиссивтілік алынады. Сонымен қатар, бұл мәндер ғарыштан қарағанда (ε=0,61) шығатын жылулық сәулелену ағынын, ал жер бетінде (ε≈1) жылулық сәулелену ағынын есептейді. Екі ағын да IPCC есептеген сенімділік диапазонына жуық.
The actual temperature of Earth's surface is an average as of 2020. The difference between the two values is called the greenhouse effect. The greenhouse effect results from materials in the atmosphere (greenhouse gases and clouds) absorbing thermal radiation and reducing emissions to space, i. e., reducing the planet's emissivity of thermal radiation from its surface into space. Substituting the surface temperature into the equation and solving for ε gives an effective emissivity of about 0.61 for a 288 K Earth. Furthermore, these values calculate an outgoing thermal radiation flux of (with ε=0.61 as viewed from space) versus a surface thermal radiation flux of (with ε≈1 at the surface). Both fluxes are near the confidence ranges reported by the IPCC.