能量■太阳每天向地球辐射150万亿亿焦耳能量,这些能量最终去哪了?


地球吸收太阳辐射 , 同时地球也会向宇宙空间中辐射热能 , 这是一个在时间和空间上的动态平衡 , 以此保证地表平均温度保持相对稳定 。
太阳每秒释放380亿亿亿焦耳的能量 , 其中只有22亿分之一的能量辐射到地球 , 大约是每秒17亿亿焦耳 , 每天就是1.5*10^22焦耳 , 相当于5000亿吨标准模燃烧释放的能量 , 地球每天从太阳接收这么多的能量 , 那么这些能量最终都去哪里了呢?
能量■太阳每天向地球辐射150万亿亿焦耳能量,这些能量最终去哪了?
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白天的时候
地球表面的同一个位置 , 只有在白天才能接收太阳能 , 太阳辐射到达地球后 , 首先有一小部分被地球大气层反射回了宇宙空间 , 然后大气本身会吸收一部分辐射(19%) , 剩下的绝大部分直接到达地面 , 从而被地表吸收(47%) 。
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【能量■太阳每天向地球辐射150万亿亿焦耳能量,这些能量最终去哪了?】同时 , 地表也会向外辐射热能(120%) , 其中绝大部分又被大气吸收(114%) , 有少部分辐射到宇宙空间中去(6%) , 白天吸收太阳辐射的地面温度会上升 , 地面的辐射能力也会增加 。 而吸收了能量的大气 , 又会把大部分能量逆辐射到地面(106%) , 还有一部分辐射到宇宙空间(60%) 。
整个过程是动态的 , 一般来说 , 在白天的时候 , 大气和地面吸收的辐射 , 会高于向宇宙空间中损失的能量 , 于是白天地表温度上升 , 空气温度回暖 。
夜晚的时候
到了夜晚 , 由于没有了太阳辐射 , 地面和大气热能会源源不断地向宇宙空间中流失(宇宙空间的等效温度接近绝对零度) , 此时地面温度大幅降低 , 空气温度变冷 。
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对于同一个位置来说 , 地球在白天吸收了多余的太阳能 , 但是在夜间会损失掉能量 , 总体达成一个平衡 , 使得各年的平均温度保持稳定 。
光合作用
另外 , 到达地面的太阳辐射 , 还有极少一部分会被生物的光合作用吸收 , 最终转变为生物能 。
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在海面上 , 海水吸收太阳辐射 , 使海水蒸发 , 相当于把太阳能转化为水蒸气的内能 。
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整体来看 , 虽然每天都有1.5*10^22焦耳太阳能到达地球 , 但是绝大部分能量被吸收后又被辐射回了宇宙空间 , 只有极少部分能量通过生物或者物理化学的方式留在了地球上 , 我们烧的煤、石油、天然气等等 , 本质上就是生物吸收太阳能后 , 经过上亿年的物理化学作用演变而来 。