Saulė kiekvieną dieną nuolat spinduliuoja energiją į žemę. Gyvybės žemėje esmė taip pat priklauso nuo saulės spinduliuojamos energijos, tačiau iš tikrųjų energija, kurią žemė gauna iš pačios saulės, sudaro tik labai mažą saulės spinduliuojamos energijos dalį. , kuri yra 1/2,2 milijardosios visos saulės spinduliuojamos energijos į visatą, tačiau net ir šios nedidelės dalies pakanka, kad viskas žemėje augtų.
Pasaulio meteorologijos organizacijos 1981 metais paskelbta saulės konstantos vertė yra 1368 vatai/kvadratiniam metrui. Saulės spinduliuotė praeina per atmosferą, o dalis jos pasiekia žemę, tai vadinama tiesiogine saulės spinduliuote; kitą dalį sugeria ir išsklaido atmosferos molekulės, atmosferoje esančios dulkės ir vandens garai. ir atspindys. Dalis išsklaidytos saulės spinduliuotės grįžta į kosmosą, o kita dalis pasiekia žemę. Dalis, kuri pasiekia žemę, vadinama išsklaidyta saulės spinduliuote. Išsklaidytos saulės spinduliuotės ir tiesioginės saulės spinduliuotės, pasiekiančios žemę, suma vadinama visa spinduliuote. Saulės spinduliuotei prasiskverbus per atmosferą, pasikeičia jos intensyvumas ir spektrinis energijos pasiskirstymas.
Saulės spinduliuotės energija, pasiekianti žemę, yra daug mažesnė nei viršutinė atmosferos riba. Po atmosferos sugerties ir atspindžio paviršius gali gauti apie 1,000 vatų vienam kvadratiniam metrui, o bendras kiekis, kurį žemė gauna apie 11 milijardų kilovatvalandžių. Ir tarkime, kad saulės baterijomis galime padengti visą žemės paviršių. Tada elektros energijos gamyba per vienerius metus yra apie 1 milijardą kWh. 2016 m. bendra elektros energijos gamyba pasaulyje siekė 25 trilijonus kWh. Tai yra 1/40,000 saulės energijos, kurią gauna Žemė.
Kodėl žemės temperatūra išlieka pusiausvyroje?
Žemės temperatūros pokytis priklauso nuo savybių, kurių nebūtinai turi kitos planetos, tokių kaip atmosfera, vandenynų srovės ir tinkamas sukimosi greitis, ir palaiko gana stabilų intervalą. Kampas tarp orbitos plokštumos, besisukančios aplink saulę ir pačios žemės ašies, šiaurinis ir pietinis pusrutuliai skirtingais laikais gauna skirtingą saulės spinduliuotę, todėl temperatūra šiaurėje žiemą nukris iki minus 30 laipsnių Celsijaus, o ji gali būti vasarą iki 30 laipsnių šilumos, o viduryje - 60 laipsnių. Skirtumas tarp laipsnių, atsižvelgiant į didžiulį žemės dydį, gaunama ir prarasta energija yra labai didelė; tuo pačiu metu tam tikrame regione bus gana akivaizdus temperatūros skirtumas tarp dienos ir nakties, nes ta žemės dalis, kuri naktį nėra apšviesta saulės, spinduliuos į visatos energiją ir taip sumažins temperatūrą. Todėl žemės temperatūra nuolat kinta, o šis pokytis vyksta būtent dėl žemės gaunamos ir išleidžiamos energijos svyravimo, kuris nepažeidžia energijos tvermės dėsnio.
Daugiau nei keturis milijardus metų žemė buvo maudoma saulės spindesyje, o saulė kiekvieną akimirką dosniai spinduliuoja žemei energiją. Pagal bendrą supratimą, žemė turėtų šiltėti ir dar labiau įkaisti. Tačiau iš tikrųjų žemė netapo šiltesnė. Per ilgus žemės gyvavimo metus ji taip pat susidūrė su keturiais ledynmečiais. Žemė yra kartu: šalta - šilta - šalta - tada šilčiau - šaltesnė... vėl ir vėl, ciklas Grįžta atgal ir niekada nekaršta!
Kur dingsta energija, sklindanti iš saulės į žemę? Visi objektai su temperatūra gali skleisti spinduliuotę, aukštos temperatūros objektai spinduliuoja matomą šviesą ir ultravioletinius spindulius (trumpoji banga), o žemos temperatūros objektai spinduliuoja infraraudonuosius spindulius (ilgoji banga). Aukšta saulės paviršiaus temperatūra skleidžia ultravioletinę ir matomą šviesą į žemę, o žema žemės paviršiaus temperatūra infraraudonuosius spindulius spinduliuoja į visatą! Žemė palaiko klimato kaitą ir sunaudoja energiją, kad galėtų suktis ir suktis aplink saulę, o labai mažas energijos kiekis paverčiamas anglimi, nafta ir gamtinėmis dujomis energijai kaupti. Per ilgus milijardus metų atsiranda tam tikra dinamika. pusiausvyra iš esmės pasiekiama, todėl žemės paviršiaus temperatūra ilgą laiką beveik pastovi!
Fosilinės energijos vartojimas sukelia visuotinį atšilimą
Fosilinė energija reiškia anglį, naftą, gamtines dujas ir tt, susidariusią gyvų organizmų per šimtus milijonų metų. Tai neatsinaujinantis energijos šaltinis. Visi jie išsivystė iš augalų ir gyvūnų liekanų prieš šimtus milijonų metų. Visas iškastinis kuras sudarytas iš angliavandenilių. , iškastinis kuras šiuo metu sudaro 80 procentų pramoninio pasaulio energijos šaltinių. Nors iškastinė energija yra apgailėtinai nereikšminga, palyginti su saulės energija, šilumos ir anglies dioksido kiekis, kurį gamina iškastinė energija, kuri buvo saugoma milijardus metų ir vartojama šimtus metų, taip pat yra stulbinanti, o tai gali sugriauti esamą klimato pusiausvyrą. .
Žmonės, deginantys iškastinį kurą, pvz., naftą, anglį ir kt., išskirs daug šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Šios šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra labai skaidrios matomai saulės spinduliuotės šviesai, tačiau labai sugeria ilgųjų bangų spinduliuotę, kurią skleidžia žemė, ir gali stipriai sugerti žemės spinduliuotę. Infraraudonieji spinduliai žemėje, sukeliantys žemės temperatūros kilimą, tai yra šiltnamio efektą. Pasaulinis atšilimas perskirstys pasaulinius kritulius, ištirpdys ledynus ir amžinąjį įšalą, kils jūros lygis, o tai ne tik kelia pavojų natūralių ekosistemų pusiausvyrai, bet ir žmonių išlikimui. Dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos sausumoje pakilo žemyno temperatūra, sumažėjo temperatūrų skirtumas tarp žemyno ir vandenyno, todėl sulėtėjo oro srautas, o smogas negali būti nupūstas per trumpą laiką. . Šiandien mūsų planeta yra karštesnė nei buvo per pastaruosius 2,{2}} metus, o jei padėtis ir toliau blogės, iki šio amžiaus pabaigos Žemės temperatūra pakils iki 2-mln. metų aukštumas.
Saulės energija nepažeis Žemės temperatūros balanso
Saulės energijos gamyba – tai įrenginys, kuris saulės energiją tiesiogiai paverčia elektros energija, naudodamas baterijų komponentus arba šiluminės energijos mašinas. Jis nenaudoja iškastinio kuro. Žemės temperatūros balanso sistemoje jis nesukuria daugiau energijos; saulės elektrinės pastatytos ant stogo ir žemės, šiltnamio nėra. Dujų išmetimas neturės įtakos išorinei žemės spinduliuotei; saulės elektrinės paprastai statomos žemėje, kurios negalima sodinti, todėl tai neturės įtakos kitų žemėje esančių žaliųjų augalų (įskaitant dumblius) šviesos energijos įsisavinimui.