太阳辐射的利与弊

【专家解说】：“万物生长靠太阳”，确实太阳对我们这些以太阳系的一颗行星-地球为家的人类来说是太重要了.太阳是一个巨大的核聚变反应堆，主要是氢聚变为氦，发出巨大的能量。以它的光芒照射着我们的太阳，是地球能量的主要来源，我们所感受到的太阳的存在，是它的辐射。太阳的辐射，主要是可见光，也有红外线和紫外线，可见光占太阳辐射总量的50%，红外线占43%。紫外区只占能量的7%。据粗略估计，太阳每分钟向地球输送的热能大约是250亿亿卡，相当于燃烧4亿吨烟煤所产生的能量。平均日地距离时，在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能有1353w/m2，这是相当可观的，到达地球表面的辐射能则因大气和尘埃的反射、折射有一定的衰减，并随纬度的不同而有差异。煤炭和石油则是通过生物的化石形式保存下来的亿万年以前的太阳能，风能、水力归根结底也是太阳能的转化形式。 生命起源需要能量，生命要维持和延续也需要能量。一定的温度条件也是生物生存和延续所必需的，最低限度是水必须保持液态。太阳给我们带来温暖和光明，提供了必需的能量。如今对太阳能最主要的利用是通过植物的光合作用来实现的，营光合作用的生物是食物链的基础。有资料表明地球上的植物每年固定了3× 1021焦耳的太阳能，相当于人类全部能耗的10倍，合成近2000亿吨有机物。对我们人类来说，通过光合作用不断产生的有机物是太阳的最基本的恩赐。太阳辐射还能帮助我们推动地球上物质的循环和流动。日光(紫外线)能杀灭许多有害的微生物，照射皮肤可以将我们摄入的一些营养成分转化为我们所必需的维生素 D，帮助钙的吸收利用。 当今通过科学技术装备，人们扩大了对太阳能的直接或间接的利用。最简单的是太阳能热水器，再就是太阳能发电，用太阳能驱动车辆。日光被聚焦或能达到很高的温度，现在世界上最大的抛物面型反射聚光器有9层楼高，总面积2500平方米，焦点温度高达4000℃，许多金属都可以被熔化。在地球上的化石能源逐渐趋于枯竭，并污染严重的情况下，科学家对安置在地面或太空中的太阳能电站寄予很大的期望。由于在高空的静止轨道上每天可以有90%以上的时间受到阳光照射，并没有大气层的阻挡衰减，据计算每天能接收太阳能32 kW·h/m2，在上世纪70年代，美国NASA(美国国家航空和宇宙航行局)和能源部曾提出了一个空间太阳电站方案，在静止轨道上部署60个发电能力各为500万千瓦的太阳能电站，可以基本上满足本国对电能的需要。日本有一个计划，在若干年后将一枚发电能力为一百万千瓦特的卫星，送上距离地球表面约三万六千公里的轨道。甚至还有科学家设想在月球上建立太阳能电站。我国的西藏、青海等地区，日照比较强，近年来地面的太阳能发电装置发展较快。西藏平均海拔 4000米，是世界上离太阳最近的地方，空气稀薄、透明度好、纬度低，年日照时数在3000小时左右，太阳能年辐射总量为每平方厘米185千卡以上，据测算去年西藏通过太阳能的开发利用年节能相当12.7万吨标准煤、价值人民币1亿元左右。 然而太阳对我们也不是有百利而无一弊的，相对稳定不等于不变，地球上许多地质和气象灾害都与太阳活动有关。大范围来说地球的发展史上有过多次冰河期，每次冰河期地球气候变冷，甚至导致生物物种的大量灭绝，一万年前，最后一次冰河期结束，地球的气候才相对稳定在当前人类习以为常的状态。小范围来说，约11.2年的太阳黑子周期，对地球的气候等方面有相当的影响。太阳风也是一种太阳辐射，它是带电粒子流;在太阳黑子、耀斑增多和日冕物质喷发时，会使太阳风大大增强，成为太阳风暴，引起大气电离层和地磁的变化，会严重干扰地球上无线电通讯及航天设备的正常工作，使卫星上的精密电子仪器遭受损害，地面电力控制网络发生混乱，甚至可能对航天飞机和空间站中宇航员的生命构成威胁。2000年起，伴随着太阳黑子的增多，太阳活动又一次进入活跃期，2001年9月下旬太阳发生了一次强烈的X射线爆发和质子爆发，达到正常流量的1 万倍，对跨越极地地区的短波通信、广播等会造成一定影响。2000年全球地震加剧与太阳风暴影响地球磁场有关。有的科学家把太阳风暴比喻为太阳打“喷嚏”，太阳一打“喷嚏”，地球往往会发“高烧”。