太阳每天源源不断地向【xiàng】地球辐【fú】射【shè】能量,地球上生命能够维持的【de】本质,也是依靠着太阳辐射的能量,但是【shì】其实地球【qiú】接收的【de】太阳的能量,本身只占了太阳向外辐【fú】射的【de】能量的非常小【xiǎo】的【de】一部【bù】分,为太阳【yáng】向宇【yǔ】宙空间放【fàng】射的总辐射能量的二十二亿分之一,但是【shì】就是这一小部分【fèn】也【yě】足【zú】够地球上万【wàn】物生长了。

世界气【qì】象组织1981年公布的太阳常数值是1368瓦/平方米,太阳辐射通过大气,一部分到【dào】达地面【miàn】,称为直接太阳辐射;另【lìng】一部分为大气的分子【zǐ】、大【dà】气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射【shè】的太阳辐射【shè】一【yī】部分返回宇宙空间,另一部分到【dào】达地面【miàn】,到达地【dì】面的这部分称【chēng】为散【sàn】射太阳辐射。到【dào】达地面的散【sàn】射太【tài】阳辐【fú】射【shè】和直【zhí】接太阳辐射【shè】之和称【chēng】为【wéi】总辐【fú】射。太【tài】阳辐射通过大气后,其强度和【hé】光谱【pǔ】能量分布都发【fā】生变化。

到达地面的太阳辐【fú】射能量比大气上界小得【dé】多【duō】,经过大【dà】气【qì】吸【xī】收以及反【fǎn】射【shè】等,地表能过接收【shōu】的面积大约为1000瓦每平方米,地【dì】球接【jiē】收的总量,大约为110亿亿度电。而我们假设能【néng】把地球表【biǎo】面所有的【de】地方都能【néng】铺满太阳能电池板。那么【me】1年的发电量大【dà】约【yuē】也【yě】有10亿亿【yì】度。而【ér】2016年全球总发【fā】电量为25万亿度。是地球接受太阳【yáng】能的4万分之一【yī】。

地球的温度为什么能保持平衡

地球的温度变【biàn】化依赖着大气层【céng】、洋流、合适的自转速度【dù】等其他行【háng】星不一定具有的特性,保持在一个【gè】相对稳定的区间,但是春【chūn】夏【xià】秋冬,东南西北,温度【dù】的差距还是很【hěn】明显【xiǎn】的——因为地球【qiú】围绕【rào】太【tài】阳公【gōng】转【zhuǎn】的轨道【dào】平面与地【dì】轴本身的角度【dù】,南北【běi】半【bàn】球【qiú】不同【tóng】时【shí】间接受【shòu】的太阳辐射是不同的,因此北方冬天气温会降到零下三十摄氏度,夏天则可以高到【dào】零【líng】上三十摄氏度,中间六十度的差距,考虑地球【qiú】巨大【dà】的【de】体量,接受和散失的能【néng】量非常巨大;同时一个【gè】地区昼夜之间也会有比较明显的温度差异,这就【jiù】是因为黑夜【yè】没【méi】有被太阳照射到的部分【fèn】地球【qiú】会【huì】向【xiàng】宇【yǔ】宙辐射【shè】能量,从而温【wēn】度降低。所以,地球的温度是一【yī】直在变化的,这【zhè】种变化【huà】正【zhèng】是因为地球接【jiē】收和释【shì】放【fàng】的能量的波动,并不违反能【néng】量【liàng】守【shǒu】恒定律。

地球在四【sì】十多【duō】亿年【nián】来一直【zhí】沐【mù】浴【yù】着太阳的光辉,太【tài】阳【yáng】每时每【měi】刻都【dōu】慷慨向地球辐射能量。按【àn】一般性的理解,地球应该是越来越暖和的,甚【shèn】至应该是炎【yán】热的。然而实际【jì】上地球并没【méi】有变得更暖,在地球漫长的【de】岁月中还遭【zāo】遇【yù】到了【le】四次冰河时期,地球是沿着:寒冷——温暖【nuǎn】——寒冷——再温暖——再寒【hán】冷……周而【ér】复始【shǐ】,循环往【wǎng】复的,从来没有【yǒu】变得炎热!

那太阳辐射到地球的能量到【dào】哪里去了【le】?所【suǒ】有的有温度的物体都能产生辐【fú】射,高温物体辐射可见光和紫外线(短波),低温【wēn】物体辐射红外线【xiàn】(长波)。太阳表面温度高向地球辐射【shè】紫外【wài】线和【hé】可见光,地【dì】球表面温度【dù】低向宇宙【zhòu】辐射【shè】红外线!地球维【wéi】持气【qì】候变化,自转【zhuǎn】和绕太阳公转需要消耗能量,还有极【jí】少数的【de】能量,转化为【wéi】煤、石油和天然气储【chǔ】能起【qǐ】来,在【zài】漫长的几十亿年【nián】中,基本上达到【dào】一种【zhǒng】动态平【píng】衡,所以【yǐ】在【zài】一个较长的时间内地球【qiú】表面温度【dù】几【jǐ】乎恒定!

消耗化石能源导致全球气候变暖

化石能源是指由生物体经过【guò】亿万年形成的煤【méi】、石油、天【tiān】然气等,是不可再生的能源,它【tā】们都是数【shù】亿年前植物和【hé】动物残【cán】骸演化而成,所有化石燃料是【shì】由碳氢化合物组成,目前化石燃料【liào】占工业世界能源的【de】八成【chéng】来【lái】源。尽【jìn】管化【huà】石能源【yuán】和太【tài】阳能【néng】相比,少得可怜微不【bú】足道,但是,化石能源经过数【shù】十亿年的储备【bèi】,被【bèi】人类用几百年【nián】的时【shí】间消耗,所【suǒ】产【chǎn】生的【de】热量和【hé】二氧【yǎng】化碳数量【liàng】也是很惊人的【de】,有【yǒu】可能破坏既有的气候平衡。

人们焚烧化石燃料,如石油,煤【méi】炭等会【huì】产【chǎn】生大量的温【wēn】室【shì】气体,这些温室【shì】气体对来自太阳辐射的可见光具【jù】有高【gāo】度透过性,而对【duì】地球发射出来的长波【bō】辐射【shè】具有高度吸收性,能强【qiáng】烈吸【xī】收地【dì】面辐射中的红外线,导致地球温度上升,即温室效应。全球变暖【nuǎn】会使全球降【jiàng】水【shuǐ】量重新分配、冰【bīng】川和【hé】冻土消融、海平面上升等,不仅危害自然【rán】生态系统的【de】平【píng】衡,还威胁人【rén】类的【de】生存。陆地温室气体排放造【zào】成大陆气温升高,与【yǔ】海洋【yáng】温差变小【xiǎo】,近而造【zào】成了空气流动减慢,雾霾无法【fǎ】短时间被【bèi】吹散,造成很多城【chéng】市【shì】雾霾天气增多,影响人类健【jiàn】康【kāng】。今日,我们的地球【qiú】比【bǐ】过【guò】去两千年都要【yào】热【rè】,如果情况持续恶化,于本世【shì】纪末【mò】,地球气温【wēn】将攀升【shēng】至二百万年【nián】来的高位【wèi】。

太阳能发电不会破坏地球气温平衡

太阳能发电是利用电【diàn】池组件或【huò】者热能机【jī】将太阳能直接转变【biàn】为电能的装置,它不会消耗化石燃料,在地球气温平【píng】衡系统中【zhōng】,它不会多【duō】产生能量【liàng】;太阳能电站【zhàn】建在屋顶【dǐng】和地面【miàn】,也没有温室气体【tǐ】排放,不会影响地球【qiú】对【duì】外辐【fú】射;太阳【yáng】能【néng】电【diàn】站一般建在无【wú】法种【zhǒng】植的【de】土地上,因此不【bú】会对地球上其它绿色植物(包括藻类)吸收光能【néng】产生影响。