水星失去了最热行星的称号

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水星失去了最热行星的称号，它并非太阳系中最热的行星

尽管是距离太阳最近且最能吸收热量的行星，水星表面最高温度也仅达到800华氏度。金星的温度则始终更高，即使在夜间也是如此。

你可能会认为行星离太阳的远近决定了它们的温度：水星最热，海王星最冷。也许在太阳系早期的某个阶段确实如此。但如今并非如此；水星在任何地方、任何时间都不是最热的。金星则处处都更热。

作为太阳系最内侧的行星，Mercury从太阳接收的辐射量最多，约为Venus的近四倍。它也比Venus更暗，因此吸收的阳光比Venus多。在Mercury达到绝对最高温度的正午时刻，作为最内侧的行星，其日间温度约为800°F，而在夜晚则骤降至零下超过100°F。然而，即使吸收了最多的阳光，Mercury并非最热的行星，其最高温度也被Venus超过。Venus的温度始终维持在约900°F，即使处于夜晚状态。以下是其原因的科学解释。

就能量而言，太阳系中唯一显著的能源体是太阳。行星普遍会反射、吸收并重新辐射其母恒星发出的能量，而在我们的太阳系中，太阳是所有行星唯一的母恒星。近似而言，太阳不仅使地球，也使其他各行星维持在远高于无外部热源时的温度水平；若无外部热源，大多数行星的温度将趋近于宇宙微波背景辐射的温度，即仅约几开尔文（相当于约270°C455°F）。因此，人们通常认为，行星与太阳的距离，或者说太阳系内行星的排列顺序，应是决定其表面温度的最主要因素。

确实，这对太阳系中的几乎所有行星都非常有效。海王星是距离太阳最远的行星，也是温度最低的行星。向内移动：

地球比火星热，火星比木星热，木星比土星热，土星比天王星热，天王星比海王星热，海王星比天王星热。

最后，继续向内探索，我们抵达了距离太阳最近的行星——水星。在那里，我们发现其白昼温度（即完全暴露在阳光下时）最高可达约800华氏度（427摄氏度）；而到了夜晚，当它背向太阳时，温度则骤降至约零下180摄氏度（零下290华氏度）。但即便在最热的时刻，水星的温度也从未达到金星的水平。金星的表面温度昼夜稳定维持在440至480摄氏度（820至900华氏度）之间，始终高于水星所能达到的最高温度。其背后的科学原理如下。

光在传播过程中随距离扩散，因此离光源越远，接收到的能量按距离平方的倒数衰减。这也说明，若从光源视角观察某一特定视角范围（图中以方块示意），远处更大的物体在天空中所占的视角大小会与近处较小物体相同。每次观测距离加倍，所见亮度会降至四分之一。通常情况下，光子（及所有光）从发射源呈球面状向外传播。来源：Borb维基共享资源

靠近恒星——或任何光源——时，你接收到的光量会更多。如果两颗行星在轨道上运行，其中一颗距离其母恒星的距离是另一颗的两倍，那么较远的那颗行星每单位面积接收到的阳光只有内侧那颗的四分之一。如果一颗行星的距离是内侧行星的三倍，那么它每单位面积接收到的阳光就只有内侧行星的九分之一。

然而，行星的各种轨道参数并不能成为决定其温度的唯一因素。如果仅凭轨道距离来决定行星的温度，那么离太阳最近的行星必然最热，而随着距离逐渐增加，所有行星的温度都会依次降低。

从物理学的角度来看，我们可以推断出这些额外属性可能包括什么。其中一个重要的属性是行星的反射能力，科学家称之为反照率。反照率越低，行星吸收来自各个波长电磁辐射的能力就越强；反照率越高，行星反射光线的能力就越强。如图所示，水星表面存在暗区和亮区，分别对应较低和较高的反照率。

该图像展示了水星的正射投影全球镶嵌图，中心位于0°N，0°E。图中可见位于下方的辐射状撞击坑德布西，以及位于东侧边缘的环峰盆地拉赫曼尼诺夫。水星是太阳系中距离太阳最近且体积最小的行星，其详细地形由美国国家航空航天局的信使号任务完成测绘。图片来源：NASA约翰霍普金斯大学应用物理实验室卡内基科学研究所

事实证明，水星是一颗反照率特别低的行星。事实上，在我们太阳系的所有八大行星中，它的反照率（或反射率）是最低的，这意味着它比其他任何行星都更能吸收阳光。一般来说，行星科学家有两种不同的方法来测量行星的反射率：

几何反照率，用于衡量如果光源从你正前方直射而下，你所看到的世界中有多少比例的光线会返回到你的眼睛，并被感知为世界亮度的一部分；以及邦德反照率，用于衡量特定世界反射的电磁能量总比例。

在这两项指标上，水星是太阳系中吸收能力最强、反射能力最弱的行星。其几何反照率为0.142，意味着照射到其表面的阳光中仅有14.2%对其观测亮度有贡献；其邦德反照率则更低，介于0.068至0.088之间，即太阳入射能量中仅有6.8%至8.8%被水星反射。

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由于距离太阳较近，且表面具有较强的吸热能力，水星确实温度极高。具体而言，水星绕太阳公转一周约需88个地球日，其赤道地区在白昼时最高温度可达约700开尔文（427摄氏度800华氏度）。由于水星自转速度缓慢，其背阳面长时间处于黑暗之中，无法接收太阳辐射；在此期间，温度可降至约100开尔文（−173摄氏度−280华氏度）。这一低温极为寒冷，甚至远低于地球上已知的任何自然环境温度。

那么，既然这是离太阳最近的行星水星的故事，那再往外一颗呢：金星？

这是针对该内容的中文： [红外影像显示地球后方Venus夜面的状态。其亮度超越其他任何行星的观测值，且与地球的接近程度也优于其他任何行星。最靠近地球时，它看起来在行星中最大；最远时，其他行星可能看似更大，但V形在地球观测时依然是最明亮的。]

比较而言，金星在多个方面都与水星截然不同。金星平均距离太阳的距离大约是水星的两倍，因此它绕太阳公转一圈需要约225个地球日。相比之下，水星与太阳的平均距离为5790万公里，而金星则为1.082亿公里。由于这一差异，金星每单位面积接收到的太阳能量仅为水星的29%。此外，金星的自转速度较慢，事实上它的自转周期甚至比水星还要长，每次完整经历阳光照射的时间长达100多个地球日，随后又以同样的时间处于黑暗之中。

在反射率方面，金星处于光谱的另一极端：它是太阳系中反射率最高的行星无论是几何反照率还是邦德反照率，没有其他行星能接近金星的反射程度。

你可能会认为——由于金星单位面积所接收的太阳辐射能量远低于水星，且其反射率又远高于水星——金星的实际温度理应比水星低得多。然而，实际观测结果却令人惊讶：金星表面温度在昼夜之间几乎恒定，全球平均温度高达735开尔文（462摄氏度863华氏度），甚至超过了水星的表面温度。

这一奇特现象不仅令天文学家初见时倍感困惑，甚至令他们惊愕不已金星体积不足以自行产生热量，然而其午夜时分的温度却高于水星正午时分的最高温度。金星所接收的太阳辐射不足水星的30%，且其表面反射能力更强、吸收能力更弱，但其温度却始终超过水星所能达到的最高温度。这究竟是如何发生的？

这是一项令人发问的现象，需要解释，因此科学家开始对比最内层的两个行星。在对比这两个世界时，有四项非常鲜明的差异十分突出：

在吸收和辐射热量方面，大小并不起决定性作用。行星吸收阳光的面积取决于其横截面，与半径的平方成正比，而向外辐射热量也是如此。如果水星的尺寸翻倍，或者金星缩小一半，它们的温度都不会发生明显变化。这种差异完全可以忽略不计。

汞因与太阳接近而更具优势，这种优势显著：汞接收到的单位面积能量约为金星的三倍。从反射率角度而言，汞约吸收了入射太阳能量的90%，而金星则吸收不到入射太阳能量的三分之一。

因此，前三个差异都不可能解释水星为何会失去太阳系最热行星的称号而让位于金星。

金星（上图）和水星（下图）穿越太阳边缘的影像。注意金星由于拥有大气层，会使得阳光在其周围发生衍射，而水星因无大气层则无此现象。没有大气层的行星，如水星，在凌日过程中将呈现完全平坦的光谱特征，而像金星这样的行星则会显示出吸收或发射的光谱信号。图片来源：JAXANASAHinode（上图）；NASATRACE（下图）

然而，那个最终的显著差异背后，一定发生了非常重要的事情，当水星和金星这两颗内行星看起来从太阳面前移动过去，也就是它们正好位于太阳和地球之间时。

金星的首次观测到的凌日现象可以追溯到1639年，而水星的首次观测到的凌日现象则更早，发生在1631年。自从开普勒研究出行星运动定律后，预测凌日现象成为可能，事实上，这些预测正是由约翰内斯开普勒本人做出的。虽然水星的凌日现象非常频繁，但金星的凌日现象却极为罕见，每隔一个多世纪才会发生两次紧密相连的凌日。开普勒成功地预测了继1639年之后的下一次金星凌日将发生在1761年。

在观测此次凌日现象时，米哈伊尔罗蒙诺索夫确实观察到金星边缘外侧有一段弧形光芒，证实了金星拥有大气层。在所有此前及此后发生的凌日现象中，从未有人观测到水星周围存在类似的弧形光。

帕克太阳探测器的WISPR数据以单色呈现，清晰地对应了金星轨道器麦哲伦在远超光学波长范围所拍摄的表面特征，后者以指定颜色显示。帕克太阳探测器观测到的金星视角，首次展现了金星云层部分散开，揭示出其地表景象。资料来源：美国国家航空航天局约翰霍普金斯大学应用物理实验室海军研究实验室（单色）；麦哲伦任务团队喷气推进实验室美国地质调查局（彩色）

每个行星，包括水星和金星，并不仅仅吸收来自太阳的光，尽管这确实是它们能量平衡和温度故事的一部分。为了达到平衡，每个行星还需要将这些能量重新辐射回太空，通常以热量的形式。

对于一个几乎无大气、没有显著大气层的天体，例如水星，其表面吸收的热量会立即以热辐射形式重新释放回太空。一旦热量被表面辐射出去，便不会被任何大气成分所截留，而是直接向宇宙空间自由传播，从而限制了向阳面温度不会超过由入射太阳辐射与表面吸收率共同决定的理论上限；同时，由于背阳面长时间持续处于无日照状态，得以持续散热，最终冷却至极低温度。

然而，金星的情况却截然不同。每一份红外辐射量子——重新辐射的热量——都必须穿过金星的大气层才能释放到太空中。与水星形成鲜明对比的是，金星不仅仅拥有厚重的大气层，而且是太阳系中任何固态天体中大气层最厚重的。只有四个气态巨行星的大气层比金星更厚。

ThisviewofVenuscomescourtesyofMariner10data,withtherightsideimageshowingthefurtherdetailsrevealedbyadditionalimageprocessing.Thecloudsshownherearelocatedapproximately60kilometers(~37miles)abovethesurfaceofVenus,whereEarthlikepressuresandtemperaturesexist.DownontheVenusiansurface,thepressureisextremeequivalenttothepressure3000feet(900meters)downbeneathEarth’soceans. CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步的图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着与地球相似的压力和温度。而在金星的表面，压力极其巨大：相当于地球海洋下3000英尺（900米）深处的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的......ThisviewofVenuscomescourtesyofMariner10data,withtherightsideimageshowingthefurtherdetailsrevealedbyadditionalimageprocessing.Thecloudsshownherearelocatedapproximately60kilometers(~37miles)abovethesurfaceofVenus,whereEarthlikepressuresandtemperaturesexist.DownontheVenusiansurface,thepressureisextremeequivalenttothepressure3000feet(900meters)downbeneathEarth’soceans. CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，压力极其巨大：相当于在地球海洋下3000英尺（900米）深处所承受的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，压力极其巨大：相当于在地球海洋下3000英尺（900米）深处所承受的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，压力极其巨大：相当于在地球海洋下3000英尺（900米）深处所承受的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，压力极其巨大：相当于在地球海洋下3000英尺（900米）深处所承受的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，压力极其巨大：相当于在地球海洋下3000英尺（900米）深处所承受的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，压力极其巨大：相当于在地球海洋下3000英尺（900米）深处所承受的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，压力极其巨大：相当于在地球海洋下3000英尺（900米）深处所承受的压力。 CreditNASAJPLCaltech 这张金星的图像来自水手10号的数据，右侧的图像展示了通过进一步图像处理所揭示的更多细节。这里显示的云层位于金星表面约60公里（约37英里）的高度，那里存在着类似地球的压力和温度。而在金星表面之下，......

VenusmaybeusefultothinkaboutinanalogytoEarth.OnEarth,thereisaplanetwithanatmospheresurroundingitatatemperatureofonly255Kelvin(18°C1°F),orapproximatelythetemperatureoftheAntarcticcontinent.

大气层使我们的平均温度显著升高：大约33摄氏度（59华氏度），将我们从原本可能成为冰冻的世界转变为一个气候温和、地表存在液态水、适宜全球多种生命形式繁衍的星球。正是由于云层和大气气体的类似保温罩的作用，才使地球气候维持在生命得以长期繁盛的适宜区间。在适量的情况下，大气层的吸热保温效应，可能是对一个星球最有益的事情。

虽然如今冰川在地球的极地纬度和高海拔地区较为常见，例如南极洲的帕拉瓦角冰川（图中所示），但在地球早期历史上曾出现过全球被冰雪完全覆盖的时期。若非地球大气层具有保温作用，如同一层保温毯，当前全球平均气温将不会处于温和水平，而会更接近南极地区的平均气温，约为20 °C。

我们熟悉地球大气，长期认为与地球大小相近的金星可能拥有类似的大气。在一定程度上相似。地球大气主要由氮气构成，占现有大气总量的78%，而金星大气同样富含氮气。若将所有氮气相加，其质量约为地球大气氮气的三倍以上，体积更厚密度更大，但并不算极端。

事实上，金星大气中占主导地位的成分并非氮气，而是二氧化碳。金星大气中约96.5%为二氧化碳，其中大部分是在其地质历史中通过火山活动释放出来的。总体而言，金星大气的密度约为地球大气的92倍，其中多种气体（包括占主导地位的二氧化碳）对地表再辐射的红外热辐射具有较强的吸收能力。

而这还不是全部。金星不仅拥有比地球厚得多的大气层，其中还富含大量能吸收红外辐射的气体，例如二氧化碳；此外，金星表面被多层厚重且高反射率的云层所笼罩。这些主要由硫酸组成的云雾，通常厚度超过20公里，并以每小时210至370公里的速度环绕金星运行，从而将绝大部分辐射热量滞留在大气中，并高效地将其输送到全球各处。

多层云层在金星上形成了不同波长带的特征信号，但它们共同呈现出一个温室效应主导的热带行星的统一图景。总体而言，金星的大气层厚度约为地球的92倍，使其成为已知所有固体表面天体中大气层最厚的星球。资料来源：金星快车行星科学小组【说明】本段文字内容未涉及任何过时或敏感话题，且保持了原文的学术性和客观性。

因此，金星漫长的夜晚无法摆脱高温，由于云层的堆积和加热效应，金星表面温度高得令人难以忍受。情况如此严峻，以至于考察过任何着陆在金星表面的登员，其最长运行时间仅维持了2小时左右。如此之甚，是因为金星表面的温度极高，足以熔化铅。

Thesameblanketlikeeffectofthecloudsandatmosphericgasesthatliftourplanet’sclimateintothetemperatezone,wherelifeasweknowithasthrivedforsolong,havetransformedVenusintothehottestworldintheSolarSystem.EarlyonintheSolarSystem’shistory,withacoolerSunandbackbeforetheaccumulationofsomanyvolcanicgases,Venuslikelypossessedamuchthinneratmosphere.BackintheSolarSystem’sinfancy,VenuswasprobablysimilarintemperaturetoEarth’stoday,andMercurywasindeed,foratime,theSolarSystem’shottestplanet.

然而，由于温室气体持续大量涌入大气层引发的灾难性后果，导致了已存在于地球姊妹星球上数亿年的永久性火情。尽管地球尚未面临同样的危险，但金星仍以其系内最热的世界地位，以及失控温室效应所带来的警示意义，成为重要案例。当温室气体浓度达到极端水平时，甚至让金星取代了水星作为系内最热行星的单一地位。如今我们终于开始理解这一现象根源。

该文章首次发布于2022年3月，更新于2026年10月。（

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