太陽輻射的利與弊

【專家解說】：“萬物生長靠太陽”，確實(shí)太陽對我們這些以太陽系的一顆行星-地球?yàn)榧业娜祟悂碚f是太重要了.太陽是一個(gè)巨大的核聚變反應(yīng)堆，主要是氫聚變?yōu)楹ぃl(fā)出巨大的能量。以它的光芒照射著我們的太陽，是地球能量的主要來源，我們所感受到的太陽的存在，是它的輻射。太陽的輻射，主要是可見光，也有紅外線和紫外線，可見光占太陽輻射總量的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輻射的單位表面積上所接受的太陽輻射能有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能，風(fēng)能、水力歸根結(jié)底也是太陽能的轉(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)。太陽給我們帶來溫暖和光明，提供了必需的能量。如今對太陽能最主要的利用是通過植物的光合作用來實(shí)現(xiàn)的，營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)物是太陽的最基本的恩賜。太陽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)大了對太陽能的直接或間接的利用。最簡單的是太陽能熱水器，再就是太陽能發(fā)電，用太陽能驅(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)家對安置在地面或太空中的太陽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)算每天能接收太陽能32 kW·h/m2，在上世紀(jì)70年代，美國NASA(美國國家航空和宇宙航行局)和能源部曾提出了一個(gè)空間太陽電站方案，在靜止軌道上部署60個(gè)發(fā)電能力各為500萬千瓦的太陽能電站，可以基本上滿足本國對電能的需要。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能電站。我國的西藏、青海等地區(qū)，日照比較強(qiáng)，近年來地面的太陽能發(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，太陽能年輻射總量為每平方厘米185千卡以上，據(jù)測算去年西藏通過太陽能的開發(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。 然而太陽對我們也不是有百利而無一弊的，相對穩(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年的太陽黑子周期，對地球的氣候等方面有相當(dāng)?shù)挠绊憽Ｌ栵L(fēng)也是一種太陽輻射，它是帶電粒子流;在太陽黑子、耀斑增多和日冕物質(zhì)噴發(fā)時(shí)，會(huì)使太陽風(fēng)大大增強(qiáng)，成為太陽風(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，伴隨著太陽黑子的增多，太陽活動(dòng)又一次進(jìn)入活躍期，2001年9月下旬太陽發(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風(fēng)暴影響地球磁場有關(guān)。有的科學(xué)家把太陽風(fēng)暴比喻為太陽打“噴嚏”，太陽一打“噴嚏”，地球往往會(huì)發(fā)“高燒”。