太陽(yáng)與人類有什么密切的關(guān)系

【專家解說】：“萬物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”，確實(shí)太陽(yáng)對(duì)我們這些以太陽(yáng)系的一顆行星－地球?yàn)榧业娜祟悂碚f是太重要了，太熟悉了，太親切了。它是太陽(yáng)系的中心，在太陽(yáng)系里它是“王者”，幾乎主宰了太陽(yáng)系里的一切。然而在整個(gè)宇宙中它是那樣的不起眼，整個(gè)宇宙中像銀河系這樣的星系，大約有1000億個(gè)，而銀河系中的恒星大約有1200億顆或更多，太陽(yáng)不過是其中十分普通的一員。同在銀河系的牽牛星與織女星都比太陽(yáng)大很多。 人類自有文明以來，不斷地探索認(rèn)識(shí)客觀世界，太陽(yáng)也不例外，開始是把它作為神來崇拜，（我們中華民族的先民把自己的祖先炎帝尊為太陽(yáng)神）。以后認(rèn)為天圓地方，再后認(rèn)識(shí)到地球是一個(gè)圓球，但長(zhǎng)時(shí)期中認(rèn)為是宇宙的中心（從公元前到托勒密都主張地心說），直到16世紀(jì)哥白尼才創(chuàng)立了日心說，包括布魯諾、伽里略都因此而受到教廷的殘酷迫害。當(dāng)然以后證明太陽(yáng)也不是宇宙的中心。但哥白尼等的貢獻(xiàn)是偉大的，根本動(dòng)搖了歐洲中世紀(jì)宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)，恩格斯曾說：“從此自然科學(xué)便開始從神學(xué)中解放出來”。 我們的太陽(yáng)系，除太陽(yáng)而外，有九顆行星（這些行星周圍有幾十顆衛(wèi)星）、有無數(shù)的小行星還有相當(dāng)數(shù)量的彗星，太陽(yáng)占了太陽(yáng)系總質(zhì)量的98%以上（太陽(yáng)的主要常數(shù)見附表）。太陽(yáng)與地球的距離約1.5億千米，它的半徑約696，000，千米，是地球的100多倍，表面溫度約6000K，中心溫度大于15,000,000K。太陽(yáng)的構(gòu)造，大體上是（從里到外）核心、輻射層、對(duì)流層、光球、色球和日冕，我們通?？吹降氖撬墓馇?。 事物總是發(fā)展的變化的，有始也有終。據(jù)研究，太陽(yáng)形成于50億年前 ，它的壽命還有50億年（是指主序星階段的結(jié)束）現(xiàn)在處于相對(duì)成熟穩(wěn)定的階段，有利于地球上生命的存在和發(fā)展。宇宙中不同質(zhì)量的恒星其演變歷程也有所不同，像地球這樣中等個(gè)頭的恒星，現(xiàn)在屬于黃矮星，幾十億年后將成為一顆紅巨星，最終成為白矮星乃至“熄滅”，地球是太陽(yáng)系的一員，應(yīng)該是與太陽(yáng)同呼吸共命運(yùn)的。 太陽(yáng)是一個(gè)巨大的核聚變反應(yīng)堆，主要是氫聚變?yōu)楹?，發(fā)出巨大的能量。以它的光芒照射著我們的太陽(yáng)，是地球能量的主要來源，我們所感受到的太陽(yáng)的存在，是它的輻射。太陽(yáng)的輻射，主要是可見光，也有紅外線和紫外線，可見光占太陽(yáng)輻射總量的50％，紅外線占43％。紫外區(qū)只占能量的7％。據(jù)粗略估計(jì)，太陽(yáng)每分鐘向地球輸送的熱能大約是250億億卡，相當(dāng)于燃燒4億噸煙煤所產(chǎn)生的能量。平均日地距離時(shí)，在地球大氣層上界垂直于太陽(yáng)輻射的單位表面積上所接受的太陽(yáng)輻射能有1353w／m2，這是相當(dāng)可觀的，到達(dá)地球表面的輻射能則因大氣和塵埃的反射、折射有一定的衰減，并隨緯度的不同而有差異。煤炭和石油則是通過生物的化石形式保存下來的億萬年以前的太陽(yáng)能，風(fēng)能、水力歸根結(jié)底也是太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化形式。 生命起源需要能量，生命要維持和延續(xù)也需要能量。一定的溫度條件也是生物生存和延續(xù)所必需的，最低限度是水必須保持液態(tài)。太陽(yáng)給我們帶來溫暖和光明，提供了必需的能量。如今對(duì)太陽(yáng)能最主要的利用是通過植物的光合作用來實(shí)現(xiàn)的，營(yíng)光合作用的生物是食物鏈的基礎(chǔ)。有資料表明地球上的植物每年固定了3×1021焦耳的太陽(yáng)能，相當(dāng)于人類全部能耗的10倍，合成近2000億噸有機(jī)物。對(duì)我們?nèi)祟悂碚f，通過光合作用不斷產(chǎn)生的有機(jī)物是太陽(yáng)的最基本的恩賜。太陽(yáng)輻射還能幫助我們推動(dòng)地球上物質(zhì)的循環(huán)和流動(dòng)。日光（紫外線）能殺滅許多有害的微生物，照射皮膚可以將我們攝入的一些營(yíng)養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化為我們所必需的維生素D，幫助鈣的吸收利用。 當(dāng)今通過科學(xué)技術(shù)裝備，人們擴(kuò)大了對(duì)太陽(yáng)能的直接或間接的利用。最簡(jiǎn)單的是太陽(yáng)能熱水器，再就是太陽(yáng)能發(fā)電，用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)車輛。日光被聚焦或能達(dá)到很高的溫度，現(xiàn)在世界上最大的拋物面型反射聚光器有9層樓高，總面積2500平方米，焦點(diǎn)溫度高達(dá)4000℃，許多金屬都可以被熔化。在地球上的化石能源逐漸趨于枯竭，并污染嚴(yán)重的情況下，科學(xué)家對(duì)安置在地面或太空中的太陽(yáng)能電站寄予很大的期望。由于在高空的靜止軌道上每天可以有90％以上的時(shí)間受到陽(yáng)光照射，并沒有大氣層的阻擋衰減，據(jù)計(jì)算每天能接收太陽(yáng)能32 kW·h/m2，在上世紀(jì)70年代，美國(guó)NASA（美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局）和能源部曾提出了一個(gè)空間太陽(yáng)電站方案，在靜止軌道上部署60個(gè)發(fā)電能力各為500萬千瓦的太陽(yáng)能電站，可以基本上滿足本國(guó)對(duì)電能的需要。日本有一個(gè)計(jì)劃，在若干年后將一枚發(fā)電能力為一百萬千瓦特的衛(wèi)星，送上距離地球表面約三萬六千公里的軌道。甚至還有科學(xué)家設(shè)想在月球上建立太陽(yáng)能電站。我國(guó)的西藏、青海等地區(qū)，日照比較強(qiáng)，近年來地面的太陽(yáng)能發(fā)電裝置發(fā)展較快。西藏平均海拔4000米，是世界上離太陽(yáng)最近的地方，空氣稀薄、透明度好、緯度低，年日照時(shí)數(shù)在3000小時(shí)左右，太陽(yáng)能年輻射總量為每平方厘米185千卡以上，據(jù)測(cè)算去年西藏通過太陽(yáng)能的開發(fā)利用年節(jié)能相當(dāng)12.7萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤、價(jià)值人民幣1億元左右。 然而太陽(yáng)對(duì)我們也不是有百利而無一弊的，相對(duì)穩(wěn)定不等于不變 ，地球上許多地質(zhì)和氣象災(zāi)害都與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)。大范圍來說地球的發(fā)展史上有過多次冰河期，每次冰河期地球氣候變冷，甚至導(dǎo)致生物物種的大量滅絕，一萬年前，最后一次冰河期結(jié)束，地球的氣候才相對(duì)穩(wěn)定在當(dāng)前人類習(xí)以為常的狀態(tài)。小范圍來說，約11.2年的太陽(yáng)黑子周期，對(duì)地球的氣候等方面有相當(dāng)?shù)挠绊?。太?yáng)風(fēng)也是一種太陽(yáng)輻射，它是帶電粒子流；在太陽(yáng)黑子、耀斑增多和日冕物質(zhì)噴發(fā)時(shí)，會(huì)使太陽(yáng)風(fēng)大大增強(qiáng)，成為太陽(yáng)風(fēng)暴，引起大氣電離層和地磁的變化，會(huì)嚴(yán)重干擾地球上無線電通訊及航天設(shè)備的正常工作，使衛(wèi)星上的精密電子儀器遭受損害，地面電力控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)生混亂，甚至可能對(duì)航天飛機(jī)和空間站中宇航員的生命構(gòu)成威脅。2000年起，伴隨著太陽(yáng)黑子的增多，太陽(yáng)活動(dòng)又一次進(jìn)入活躍期，2001年9月下旬太陽(yáng)發(fā)生了一次強(qiáng)烈的X射線爆發(fā)和質(zhì)子爆發(fā)，達(dá)到正常流量的1萬倍，對(duì)跨越極地地區(qū)的短波通信、廣播等會(huì)造成一定影響。2000年全球地震加劇與太陽(yáng)風(fēng)暴影響地球磁場(chǎng)有關(guān)。有的科學(xué)家把太陽(yáng)風(fēng)暴比喻為太陽(yáng)打“噴嚏”，太陽(yáng)一打“噴嚏”，地球往往會(huì)發(fā)“高燒”。 風(fēng)是好東西，空氣的流動(dòng)可以使不同地區(qū)的空氣組成趨向均一，可以減少溫差，可以傳播花粉等等，但風(fēng)災(zāi)（龍卷風(fēng)、熱帶氣旋、臺(tái)風(fēng)－風(fēng)暴潮）往往造造成生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。雨也是我們所不可或缺的，但是頻繁的洪澇災(zāi)害，對(duì)人類正常的生產(chǎn)、生活破壞也是嚴(yán)重的。 人為的因素往往加劇自然災(zāi)害，除污染問題外，突出的是溫室效應(yīng)，大氣層中日益增多的二氧化碳、甲烷等能阻擋地球熱量的散發(fā)，如同溫室的塑料薄膜。近年來全球的政府機(jī)構(gòu)和科學(xué)家都十分關(guān)注全球氣候變暖的問題，據(jù)觀測(cè)從19世紀(jì)末開始全球平均氣溫上升了0.3~0.6℃，而且正在不斷加劇。大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為主要原因是大量溫室氣體排放造成的溫室效應(yīng)。20世紀(jì)的90年代，全球發(fā)生的重大氣象災(zāi)害比50年代多5倍，因此遭受的年均經(jīng)濟(jì)損失也從60年代的40億美元飚升至290億美元。專家預(yù)言若不采取措施，在未來的一百年中全球平均氣溫可能上升1.4至5.8攝氏度，這將使極端天氣和氣候事件更為頻繁，嚴(yán)重威脅全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。氣候變暖將導(dǎo)致海平面升高。有一份由以3000名科學(xué)家的調(diào)查為基礎(chǔ)撰寫的報(bào)告，預(yù)言2010年，海平面將顯著上升。首當(dāng)其沖的是太平洋島國(guó)圖瓦盧，在過去十年里，海水已經(jīng)侵蝕了圖瓦盧1%的土地，如果地球環(huán)境繼續(xù)惡化，在五十年之內(nèi)，圖瓦盧九個(gè)小島將全部沒入海中，在世界地圖上將永遠(yuǎn)消失。而且，它變得無法居住的時(shí)間還會(huì)大大提前。為此圖瓦盧的領(lǐng)導(dǎo)人考慮可能要舉國(guó)動(dòng)遷。據(jù)報(bào)道，美國(guó)皮尤全球氣候變化研究中心近期發(fā)表的一份研究報(bào)告估計(jì)說，到本世紀(jì)末全球氣溫的升高 ，使南北極的冰和高山的積雪、冰川不斷融化，將導(dǎo)致海平面升高 17-99 厘米。如果那樣，我國(guó)富庶的東南沿海將受嚴(yán)重影響。平均氣溫升高將顯著影響的物種分布，許多物種會(huì)加速滅絕，破壞生態(tài)環(huán)境。20世紀(jì)開始由于人類活動(dòng)等原因，地球上空的臭氧層變薄并出現(xiàn)空洞，太陽(yáng)輻射中的紫外線，失去阻擋，大量到達(dá)地面，人類和生物將因此而受到過強(qiáng)紫外線的傷害。 確實(shí)，我們?nèi)祟悰]有能力改變宇宙演化規(guī)律，沒有能力改變太陽(yáng)這個(gè)龐然大物的生老病死和喜怒哀樂。有的科學(xué)家設(shè)想的地球人口過多或在遙遠(yuǎn)的將來地球環(huán)境變得不適合人類居住的時(shí)候，可以向其他星球移民。即使可能實(shí)現(xiàn)，也只是不得已的措施。在今天我們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，必須進(jìn)一步深入地研究太陽(yáng)，更多地了解它的實(shí)際和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，趨利避害，更好地利用它，例如在太陽(yáng)能的利用方面應(yīng)該還有許多可能，包括用生物技術(shù)改造藻類、植物的光合作用能力（現(xiàn)在的農(nóng)作物對(duì)光能的利用率一般只有百分之幾）。與此同時(shí)采取措施規(guī)避它的危害，加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的觀測(cè)，提高氣象、地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)水平；特別要減少溫室氣體的排放，保護(hù)和恢復(fù)臭氧層。