地球吸收太陽(yáng)輻射,同時(shí)地球也會(huì)向宇宙空間中輻射熱能,這是一個(gè)在時(shí)間和空間上的動(dòng)態(tài)平衡,以此保證地表平均溫度保持相對(duì)穩(wěn)定。
太陽(yáng)每秒釋放380億億億焦耳的能量,其中只有22億分之一的能量輻射到地球,大約是每秒17億億焦耳,每天就是1.5*10^22焦耳,相當(dāng)于5000億噸標(biāo)準(zhǔn)模燃燒釋放的能量,地球每天從太陽(yáng)接收這么多的能量,那么這些能量最終都去哪里了呢?
地球表面的同一個(gè)位置,只有在白天才能接收太陽(yáng)能,太陽(yáng)輻射到達(dá)地球后,首先有一小部分被地球大氣層反射回了宇宙空間,然后大氣本身會(huì)吸收一部分輻射(19%),剩下的絕大部分直接到達(dá)地面,從而被地表吸收(47%)。
同時(shí),地表也會(huì)向外輻射熱能(120%),其中絕大部分又被大氣吸收(114%),有少部分輻射到宇宙空間中去(6%),白天吸收太陽(yáng)輻射的地面溫度會(huì)上升,地面的輻射能力也會(huì)增加。而吸收了能量的大氣,又會(huì)把大部分能量逆輻射到地面(106%),還有一部分輻射到宇宙空間(60%)。
整個(gè)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的,一般來(lái)說(shuō),在白天的時(shí)候,大氣和地面吸收的輻射,會(huì)高于向宇宙空間中損失的能量,于是白天地表溫度上升,空氣溫度回暖。
到了夜晚,由于沒(méi)有了太陽(yáng)輻射,地面和大氣熱能會(huì)源源不斷地向宇宙空間中流失(宇宙空間的等效溫度接近絕對(duì)零度),此時(shí)地面溫度大幅降低,空氣溫度變冷。
對(duì)于同一個(gè)位置來(lái)說(shuō),地球在白天吸收了多余的太陽(yáng)能,但是在夜間會(huì)損失掉能量,總體達(dá)成一個(gè)平衡,使得各年的平均溫度保持穩(wěn)定。
另外,到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射,還有極少一部分會(huì)被生物的光合作用吸收,最終轉(zhuǎn)變?yōu)樯锬堋?/p>
在海面上,海水吸收太陽(yáng)輻射,使海水蒸發(fā),相當(dāng)于把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能。
整體來(lái)看,雖然每天都有1.5*10^22焦耳太陽(yáng)能到達(dá)地球,但是絕大部分能量被吸收后又被輻射回了宇宙空間,只有極少部分能量通過(guò)生物或者物理化學(xué)的方式留在了地球上,我們燒的煤、石油、天然氣等等,本質(zhì)上就是生物吸收太陽(yáng)能后,經(jīng)過(guò)上億年的物理化學(xué)作用演變而來(lái)。
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