En una temperatura fría (pero por encima del punto de congelación) en una noche despejada, puede congelar el agua afuera debido al enfriamiento radiativo.
¿Por qué mecanismo los cuerpos calientes en la Tierra realmente pierden calor hacia el espacio?
De la Ley de Stefan-Boltzmann, sé que un cuerpo caliente pierde energía térmica a una tasa proporcional a la cuarta potencia de la temperatura del cuerpo menos la cuarta potencia de la temperatura circundante.
Obviamente, esa no es una descripción completa de lo que está sucediendo, ya que la temperatura que rodea inmediatamente un fuego caliente también es bastante alta, pero usted (que está parado lejos) aún puede sentir la radiación.
Tampoco tengo claro cómo la diferencia de temperatura entre un cuerpo y un espacio que está a cientos de millas de distancia puede afectar la tasa de radiación en tiempo real de ese cuerpo.
Los cuerpos irradian en función de su propia temperatura y propiedades. El agua en tu ejemplo siempre está irradiando energía. Independientemente de si la noche está despejada o nublada, está irradiando energía.
Pero el cambio de temperatura se basa en el flujo total de energía: el agua se enfría si la energía que irradia es mayor que la energía que irradia hacia ella.
En una noche nublada, esas nubes también irradian energía, parte de la cual se dirige hacia el agua: están en un equilibrio aproximado y no se enfría mucho.
En una noche clara y seca, lo único que irradia hacia el agua es el espacio profundo, y no proporciona mucha energía; la energía radiada por el agua no se equilibra con ninguna entrada y el agua se enfría.
En un día soleado, entra más energía radiante que las hojas y el agua puede calentarse.
La temperatura es una medida de la cantidad de energía que tienen los fotones. , y la temperatura refleja la energía del fotón que incide sobre el detector. La irradiancia total o potencia EM incidente en un área es de la ley de Rayleigh-Jeans. Aquí es la constante de Stefan-Boltzmann y la emisividad del cuerpo. para el cielo nocturno y la temperatura es , un poco más alto que el del CMB debido a las estrellas y tal. Entonces la temperatura depende de la energía de los fotones y su flujo. Aunque el cielo nocturno está muy lejos, lo que cuenta es la energía y el flujo de fotones que provienen de él. Esto es bastante débil, por lo que el cielo nocturno es frío. Entonces, la Tierra irradia hacia el cielo nocturno mucho más de lo que recibe de él.
jon custer