Päike kiirgab iga päev Maale pidevalt energiat. Maapealse elu olemus sõltub ka päikese poolt kiirgavast energiast, kuid tegelikult moodustab Maale Päikeselt endalt saadav energia vaid väga väikese osa päikesest kiirguvast energiast. , mis on 1/2,2 miljardit kogu päikese poolt universumisse kiiratavast kiirgusenergiast, kuid ka sellest väikesest osast piisab, et kõik maakeral kasvaks.
Maailma meteoroloogiaorganisatsiooni poolt 1981. aastal välja kuulutatud päikesekonstandi väärtus on 1368 vatti ruutmeetri kohta. Päikesekiirgus läbib atmosfääri ja osa sellest jõuab maapinnani, mida nimetatakse otseseks päikesekiirguseks; teise osa neelavad ja hajutavad atmosfääri molekulid, tolm ja veeaur atmosfääris. ja peegeldus. Osa hajutatud päikesekiirgusest naaseb kosmosesse ja teine osa jõuab maapinnale. Maapinnale ulatuvat osa nimetatakse hajutatud päikesekiirguseks. Päikese hajutatud kiirguse ja otse maapinnale jõudva päikesekiirguse summat nimetatakse kogukiirguseks. Pärast seda, kui päikesekiirgus läbib atmosfääri, muutub selle intensiivsus ja spektraalne energiajaotus.
Maapinnale jõudev päikesekiirguse energia on palju väiksem kui atmosfääri ülemine piir. Pärast atmosfääri neeldumist ja peegeldumist võib pind vastu võtta umbes 1,000 vatti ruutmeetri kohta ja maakera vastuvõetav koguhulk on umbes 11 miljardit kilovatt-tundi. Ja oletame, et suudame päikesepaneelidega katta kogu maakera pinna. Siis on ühe aasta elektritootmine umbes 1 miljard kWh. 2016. aastal oli maailma elektrienergia kogutoodang 25 triljonit kWh. See on 1/40,000nandik päikeseenergiast, mida Maa saab.
Miks püsib maakera temperatuur tasakaalus?
Maa temperatuurimuutus sõltub omadustest, mida teistel planeetidel ei pruugi olla, nagu atmosfäär, ookeanihoovused ja sobiv pöörlemiskiirus, ning säilitab suhteliselt stabiilse intervalli. Nurk ümber päikese tiirleva orbitaaltasandi ja Maa telje enda vahel, põhja- ja lõunapoolkeral saavad erinevatel aegadel erinevat päikesekiirgust, mistõttu põhjas langeb temperatuur talvel miinus 30 kraadini ning see võib olla suvel kuni 30 kraadi Celsiuse järgi ja keskel 60 kraadi. Kraadide vahe, arvestades maa tohutut suurust, on vastuvõetud ja kaotatud energia väga suur; samal ajal on mingis piirkonnas suhteliselt ilmne temperatuurierinevus päeva ja öö vahel, sest maa see osa, mida päike öösel ei valgusta, kiirgab universumi energiat, vähendades seeläbi temperatuuri. Seetõttu muutub maa temperatuur kogu aeg ja see muutus on tingitud just Maa poolt vastuvõetava ja eralduva energia kõikumisest, mis ei riku energia jäävuse seadust.
Rohkem kui neli miljardit aastat on Maa suplenud päikese säras ja päike kiirgab iga hetk heldelt energiat maale. Üldise arusaama järgi peaks maa muutuma soojemaks ja veelgi kuumemaks. Tegelikult pole maa aga soojemaks muutunud. Maa pikkade aastate jooksul on ta kohanud ka nelja jääaega. Maa on kaasas: külm - soe - külm - siis soojem - külmem... ikka ja jälle, tsükkel Edasi-tagasi ja mitte kunagi kuumaks!
Kuhu kaob päikeselt maale kiirgav energia? Kõik temperatuuriga objektid võivad tekitada kiirgust, kõrge temperatuuriga objektid kiirgavad nähtavat valgust ja ultraviolettkiirgust (lühilaine) ning madala temperatuuriga objektid infrapunakiirgust (piklaine). Päikese kõrge pinnatemperatuur kiirgab maapinnale ultraviolett- ja nähtavat valgust ning maapinna madal pinnatemperatuur infrapunakiiri universumisse! Maa hoiab kliimamuutusi ning kulutab Päikese ümber pöörlemiseks energiat ning väga väike kogus energiat muundatakse energia salvestamiseks kivisöeks, naftaks ja maagaasiks. Üles, pikkade miljardite aastate jooksul, omamoodi dünaamika tasakaal on põhimõtteliselt saavutatud, seega on maapinna temperatuur pikka aega peaaegu konstantne!
Fossiilse energia tarbimine põhjustab globaalset soojenemist
Fossiilenergia all mõeldakse kivisütt, naftat, maagaasi jne, mis on moodustunud elusorganismide poolt sadade miljonite aastate jooksul. See on taastumatu energiaallikas. Need kõik on arenenud sadu miljoneid aastaid tagasi taimede ja loomade jäänustest. Kõik fossiilkütused koosnevad süsivesinikest. , moodustavad fossiilkütused praegu 80 protsenti tööstusmaailma energiaallikatest. Kuigi fossiilenergia on päikeseenergiaga võrreldes haletsusväärselt tühine, on fossiilse energiaga toodetud soojuse ja süsinikdioksiidi hulk, mis on miljardeid aastaid talletunud ja inimeste poolt sadu aastaid tarbitud, samuti jahmatav, mis võib hävitada olemasoleva kliimatasakaalu. .
Inimesed, kes põletavad fossiilkütuseid, nagu nafta, kivisüsi jne, toodavad suurel hulgal kasvuhoonegaase. Need kasvuhoonegaasid on päikesekiirguse nähtavale valgusele väga läbipaistvad, kuid neelavad tugevalt maast kiirgavat pikalainelist kiirgust ja võivad tugevalt neelata maapinna kiirgust. Infrapunakiired maas, põhjustades maa temperatuuri tõusu ehk kasvuhooneefekti. Globaalne soojenemine jaotab ümber globaalsed sademed, sulatab liustikke ja igikeltsa ning tõstab meretaset, mis mitte ainult ei ohusta looduslike ökosüsteemide tasakaalu, vaid seab ohtu ka inimeste ellujäämise. Kasvuhoonegaaside emissioon maismaal on põhjustanud mandri temperatuuri tõusu ning temperatuuride erinevus mandri ja ookeani vahel on vähenenud, mis on pidurdanud õhuvoolu ning sudu ei õnnestu lühikese ajaga ära puhuda. . Tänapäeval on meie planeet kuumem kui viimase 2,{2}} aasta jooksul ja kui olukord jätkuvalt halveneb, tõuseb selle sajandi lõpuks Maa temperatuur 2-miljoni... aasta kõrgeim.
Päikeseenergia ei riku Maa temperatuuritasakaalu
Päikeseenergia tootmine on seade, mis muundab päikeseenergia otse elektrienergiaks, kasutades akukomponente või soojusenergia masinaid. See ei tarbi fossiilkütuseid. Maa temperatuuri tasakaalu süsteemis ei tooda see rohkem energiat; päikeseelektrijaamad on ehitatud katusele ja maapinnale ning kasvuhoone puudub. Gaasiheitmed ei mõjuta maa välist kiirgust; Päikeseelektrijaamad ehitatakse üldjuhul maale, mida ei saa istutada, seega ei mõjuta see valgusenergia neeldumist teiste roheliste taimede (sh vetikate) poolt maa peal.