太阳每天源源【yuán】不断地【dì】向地【dì】球辐射能【néng】量,地球上生【shēng】命能够维持的本质,也是依靠着太阳辐【fú】射的能量,但【dàn】是其实【shí】地球接收的太阳的【de】能量,本【běn】身只占了太阳向外辐射的能【néng】量的【de】非常【cháng】小【xiǎo】的一部【bù】分,为太阳向宇【yǔ】宙【zhòu】空【kōng】间放射的【de】总辐射能量的【de】二十二亿分之一【yī】,但是就是这一小部【bù】分也足够地球上万物生长了。

世界气象组【zǔ】织1981年【nián】公布的太阳常数值【zhí】是【shì】1368瓦/平方【fāng】米,太阳辐射通过大气【qì】,一部分到达【dá】地面,称为【wéi】直接太阳辐射;另一【yī】部分为【wéi】大气的分子、大气中【zhōng】的微尘、水汽等吸收【shōu】、散射【shè】和反射。被散射的太【tài】阳辐【fú】射一部分返回【huí】宇宙空间,另一部分【fèn】到达地【dì】面,到达地面的这部分【fèn】称为散【sàn】射太阳辐射。到达地面的散射太阳【yáng】辐射【shè】和【hé】直接太【tài】阳辐射之和称【chēng】为总辐射。太阳辐射通过大气后,其强度和光谱【pǔ】能量【liàng】分布【bù】都发生变化。

到达地【dì】面的太阳辐射能量比大【dà】气上界小得多,经过大气吸【xī】收以及【jí】反射【shè】等,地表能过接收【shōu】的面积大约为1000瓦【wǎ】每平【píng】方米,地球接【jiē】收的总量,大约为110亿【yì】亿度电。而【ér】我们假设能把地球表【biǎo】面所有的地方【fāng】都【dōu】能铺满太阳能电池板【bǎn】。那么1年的发【fā】电量大约也有10亿亿度。而2016年全球【qiú】总发电【diàn】量为25万【wàn】亿度。是地球【qiú】接受太阳【yáng】能的4万分之一。

地球的温度为什么能保持平衡

地球的温度变化【huà】依赖【lài】着大气层、洋流、合适的自转速度【dù】等其【qí】他行【háng】星不一定【dìng】具有的【de】特性【xìng】,保持在【zài】一个相对稳定的区【qū】间,但是春夏秋冬,东南西北,温度【dù】的【de】差距还是很明显【xiǎn】的——因【yīn】为【wéi】地【dì】球围绕【rào】太阳公【gōng】转【zhuǎn】的轨道平面【miàn】与地轴本身的角度,南【nán】北半球不同时间接受的太阳【yáng】辐射是不同的【de】,因【yīn】此北【běi】方冬天气温【wēn】会降到零下三十摄氏度,夏【xià】天则可以高到零上三十摄氏度,中间六【liù】十【shí】度的差距,考虑【lǜ】地球巨大【dà】的体【tǐ】量,接受和【hé】散失的能量非【fēi】常巨大;同时【shí】一个地【dì】区【qū】昼夜之间也会有比较明显的温【wēn】度差【chà】异,这就是因为黑夜没有被太阳照射到的部分地球会【huì】向宇宙辐射能量,从而温度降低。所以,地球的【de】温度是一直在【zài】变【biàn】化的,这种变化正【zhèng】是【shì】因为【wéi】地球接收和释放的能量的波动,并不违【wéi】反能量守恒定律【lǜ】。

地球在【zài】四十多亿年【nián】来一直沐浴着太阳【yáng】的光【guāng】辉【huī】,太【tài】阳每时每刻都慷慨向【xiàng】地球【qiú】辐【fú】射能【néng】量。按一般性的理解,地球应该是越来越暖和的,甚至应该是炎热的。然【rán】而实际上地球【qiú】并没有变【biàn】得更暖,在地球漫长【zhǎng】的岁月中还遭遇【yù】到【dào】了四次冰河时期,地球是沿着【zhe】:寒【hán】冷——温暖——寒冷——再温暖——再【zài】寒冷【lěng】……周而复始,循环【huán】往【wǎng】复的,从来没有变得炎【yán】热!

那太【tài】阳辐射到地球【qiú】的【de】能量到哪里去了?所有的有温度【dù】的【de】物体都能产生辐射,高温物体辐射可见光【guāng】和紫外线(短波),低【dī】温物体【tǐ】辐射红【hóng】外线(长波)。太阳表面温度【dù】高向地球辐射紫外线和可见光【guāng】,地球表面【miàn】温度低向【xiàng】宇宙【zhòu】辐【fú】射红外线!地球维持气候变化【huà】,自转【zhuǎn】和绕太阳公转需要消耗能量,还有极【jí】少数【shù】的【de】能【néng】量【liàng】,转【zhuǎn】化为煤、石油和天然气储【chǔ】能起来,在【zài】漫长的几十亿年中,基【jī】本上达到一种动态平【píng】衡【héng】,所【suǒ】以在一个较长的时【shí】间内地球表面【miàn】温【wēn】度几【jǐ】乎恒定!

消耗化石能源导致全球气候变暖

化石【shí】能源是指【zhǐ】由生物【wù】体经过【guò】亿万年形成的煤、石油【yóu】、天然气等,是【shì】不可再生的能源,它们都是数亿年前植【zhí】物和【hé】动【dòng】物【wù】残骸演化而成,所有化石燃料是由【yóu】碳氢化合【hé】物组【zǔ】成,目前化石燃料占工业世界【jiè】能源的八成来源。尽【jìn】管化石能源和太阳能相比,少【shǎo】得【dé】可怜微不足道,但是,化石【shí】能【néng】源经过数十亿年【nián】的储备,被人类用几【jǐ】百年的【de】时间消耗【hào】,所产生的热【rè】量和二【èr】氧化碳数【shù】量也是很惊人的,有可能【néng】破坏既有的气候平【píng】衡。

人们焚【fén】烧化石燃料,如石油【yóu】,煤【méi】炭【tàn】等会产生大量的【de】温室【shì】气体,这些温室气体对来自【zì】太阳辐射的可见光【guāng】具【jù】有【yǒu】高度透过性,而对地球发射出来【lái】的【de】长【zhǎng】波辐射具有高【gāo】度吸【xī】收性,能【néng】强烈吸收【shōu】地面辐射【shè】中【zhōng】的红外线,导致地球温【wēn】度上升,即【jí】温室效应。全球变暖会使【shǐ】全球降水量重新分配、冰川和冻土消融【róng】、海平面上升等,不仅危害自然生态系统【tǒng】的平衡,还威胁人类的生【shēng】存。陆【lù】地温室气体排放造成大陆气温【wēn】升高,与海洋温差变小,近而造成了空气流动减慢,雾霾无法短时【shí】间被吹散,造成很多【duō】城市雾霾天气【qì】增【zēng】多【duō】,影响人【rén】类【lèi】健康【kāng】。今日【rì】,我们的地【dì】球比过去两千年都要热【rè】,如果情况持续恶化,于本世纪末,地球【qiú】气【qì】温将【jiāng】攀升【shēng】至二百万年【nián】来的高位。

太阳能发电不会破坏地球气温平衡

太阳能发电是【shì】利用电池组件或者热【rè】能机将太阳【yáng】能直接转变为电【diàn】能【néng】的装置,它【tā】不【bú】会消耗化石【shí】燃料,在【zài】地球气温平衡系统中,它不【bú】会多产生能量【liàng】;太阳能电站建在屋顶和地【dì】面【miàn】,也没有温【wēn】室气体排【pái】放,不会【huì】影响地球【qiú】对外辐射;太阳能电站【zhàn】一般建在无法种【zhǒng】植的土地上,因此不会对地球上其它绿色植物(包【bāo】括【kuò】藻【zǎo】类【lèi】)吸【xī】收光能产生影响。