ดวงอาทิตย์แผ่พลังงานมายังโลกอย่างต่อเนื่องทุกวัน แก่นแท้ของชีวิตบนโลกนั้นขึ้นอยู่กับพลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ด้วย แต่ในความเป็นจริง พลังงานที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์นั้นเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของพลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์เท่านั้น ซึ่งเท่ากับ 1/2.2 พันล้านของพลังงานการแผ่รังสีทั้งหมดที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาสู่จักรวาล แต่แม้เพียงส่วนเล็กๆ นี้ก็เพียงพอแล้วที่ทุกสิ่งบนโลกจะเติบโต
ค่าคงที่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ประกาศโดยองค์การอุตุนิยมวิทยาโลกในปี 2524 คือ 1368 วัตต์/ตารางเมตร รังสีดวงอาทิตย์ทะลุผ่านชั้นบรรยากาศและบางส่วนไปถึงพื้นดินซึ่งเรียกว่ารังสีแสงอาทิตย์โดยตรง อีกส่วนหนึ่งถูกดูดกลืนและกระจัดกระจายไปตามโมเลกุลของบรรยากาศ ฝุ่น และไอน้ำในบรรยากาศ และการสะท้อนกลับ ส่วนหนึ่งของการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่กระจัดกระจายกลับสู่อวกาศ และอีกส่วนหนึ่งไปถึงพื้นดิน ส่วนที่ถึงพื้นดินเรียกว่าการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่กระจัดกระจาย ผลรวมของรังสีดวงอาทิตย์ที่กระจัดกระจายและรังสีดวงอาทิตย์โดยตรงที่ตกลงสู่พื้นโลกเรียกว่าการแผ่รังสีทั้งหมด หลังจากที่รังสีดวงอาทิตย์ผ่านชั้นบรรยากาศ ความเข้มและการกระจายพลังงานสเปกตรัมจะเปลี่ยนไป
พลังงานรังสีดวงอาทิตย์ที่ไปถึงพื้นดินมีขนาดเล็กกว่าขอบบนของชั้นบรรยากาศมาก หลังจากการดูดกลืนและการสะท้อนของบรรยากาศ พื้นผิวสามารถรับพลังงานได้ประมาณ 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตร และปริมาณทั้งหมดที่โลกได้รับจะอยู่ที่ประมาณ 11 พันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง และสมมติว่าเราสามารถครอบคลุมพื้นผิวโลกทั้งหมดด้วยแผงโซลาร์เซลล์ จากนั้นการผลิตไฟฟ้าในหนึ่งปีจะอยู่ที่ประมาณ 1 พันล้านกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง ในปี 2559 การผลิตไฟฟ้าทั้งหมดของโลกอยู่ที่ 25 ล้านล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง เท่ากับ 1/40,000 พลังงานแสงอาทิตย์ที่โลกได้รับ
ทำไมอุณหภูมิของโลกถึงยังสมดุลอยู่?
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของโลกขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะที่ดาวเคราะห์ดวงอื่นไม่จำเป็นต้องมี เช่น บรรยากาศ กระแสน้ำในมหาสมุทร และความเร็วในการหมุนที่เหมาะสม และรักษาระยะห่างที่ค่อนข้างคงที่ มุมระหว่างระนาบโคจรที่โคจรรอบดวงอาทิตย์และแกนโลกนั้นเอง ซีกโลกเหนือ และซีกโลกใต้ได้รับรังสีดวงอาทิตย์ต่างกันในแต่ละช่วงเวลา ดังนั้น อุณหภูมิในภาคเหนือจะลดลงเหลือ -30 องศาเซลเซียส ในฤดูหนาว และสามารถเป็นได้ดังนี้ สูงถึง 30 องศาเซลเซียสในฤดูร้อนและ 60 องศาตรงกลาง ความแตกต่างระหว่างองศาเมื่อพิจารณาจากขนาดที่ใหญ่ของโลก พลังงานที่ได้รับและการสูญเสียนั้นมหาศาลมาก ในเวลาเดียวกัน จะมีความแตกต่างของอุณหภูมิที่ค่อนข้างชัดเจนระหว่างกลางวันและกลางคืนในภูมิภาคหนึ่ง เนื่องจากส่วนของโลกที่ไม่ได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ในเวลากลางคืนจะแผ่รังสีไปยังพลังงานของจักรวาล ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิลดลง ดังนั้นอุณหภูมิของโลกจึงเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นเพราะความผันผวนของพลังงานที่โลกรับและปล่อย ซึ่งไม่ละเมิดกฎการอนุรักษ์พลังงาน
เป็นเวลากว่าสี่พันล้านปีที่โลกได้อาบแสงตะวัน และดวงอาทิตย์ก็แผ่พลังงานมายังโลกอย่างไม่เห็นแก่ตัวทุกขณะ ตามความเข้าใจทั่วไป โลกควรจะอุ่นขึ้นและร้อนขึ้นกว่าเดิม อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง โลกไม่ได้อุ่นขึ้น ในช่วงหลายปีที่ยาวนานของโลก มันยังพบกับยุคน้ำแข็งสี่ยุคอีกด้วย โลกอยู่คู่กัน: เย็น - อุ่น - เย็น - จากนั้นอุ่นขึ้น - เย็นกว่า... ครั้งแล้วครั้งเล่า หมุนเวียนลูกสูบและไม่ร้อนเลย!
พลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์สู่โลกอยู่ที่ไหน? วัตถุทั้งหมดที่มีอุณหภูมิสามารถทำให้เกิดรังสีได้ วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงเปล่งแสงที่มองเห็นได้และรังสีอัลตราไวโอเลต (คลื่นสั้น) และวัตถุอุณหภูมิต่ำจะแผ่รังสีอินฟราเรด (คลื่นยาว) อุณหภูมิพื้นผิวที่สูงของดวงอาทิตย์แผ่รังสีอัลตราไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้มายังโลก และอุณหภูมิพื้นผิวต่ำของโลกแผ่รังสีอินฟราเรดไปยังจักรวาล! โลกรักษาการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและใช้พลังงานเพื่อหมุนและหมุนรอบดวงอาทิตย์และพลังงานจำนวนเล็กน้อยจะถูกแปลงเป็นถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติเพื่อกักเก็บพลังงานในระยะเวลาหลายพันล้านปี แบบไดนามิก โดยทั่วไปแล้วจะถึงจุดสมดุลดังนั้นอุณหภูมิพื้นผิวของโลกจึงเกือบจะคงที่เป็นเวลานาน!
การใช้พลังงานฟอสซิลทำให้โลกร้อน
พลังงานฟอสซิลหมายถึงถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ฯลฯ ที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตที่มีอายุหลายร้อยล้านปี เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน พวกมันทั้งหมดวิวัฒนาการมาจากซากพืชและสัตว์เมื่อหลายร้อยล้านปีก่อน เชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมดประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอน เชื้อเพลิงฟอสซิลในปัจจุบันคิดเป็นร้อยละ 80 ของแหล่งพลังงานของโลกอุตสาหกรรม แม้ว่าพลังงานฟอสซิลจะเล็กน้อยอย่างน่าสมเพชเมื่อเทียบกับพลังงานแสงอาทิตย์ แต่ปริมาณความร้อนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากพลังงานฟอสซิลซึ่งถูกเก็บไว้เป็นเวลาหลายพันล้านปีและมนุษย์บริโภคเป็นเวลาหลายร้อยปีก็เป็นเรื่องที่น่าสลดใจเช่นกัน ซึ่งอาจทำลายสมดุลของสภาพอากาศที่มีอยู่ได้ .
คนที่เผาเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น น้ำมัน ถ่านหิน ฯลฯ จะผลิตก๊าซเรือนกระจกจำนวนมาก ก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้มีความโปร่งใสสูงต่อแสงที่มองเห็นได้จากรังสีดวงอาทิตย์ แต่จะดูดซับรังสีคลื่นยาวที่ปล่อยออกมาจากโลกได้สูง และสามารถดูดซับรังสีภาคพื้นดินได้อย่างมาก รังสีอินฟราเรดในโลกทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น นั่นคือ ภาวะเรือนกระจก ภาวะโลกร้อนจะกระจายปริมาณน้ำฝนทั่วโลก ธารน้ำแข็งละลายและดินเยือกแข็ง และระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นอันตรายต่อความสมดุลของระบบนิเวศธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังคุกคามความอยู่รอดของมนุษย์อีกด้วย การปล่อยก๊าซเรือนกระจกบนบกทำให้อุณหภูมิของทวีปสูงขึ้น และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทวีปกับมหาสมุทรมีขนาดเล็กลง ซึ่งทำให้การไหลของอากาศช้าลง และหมอกควันไม่สามารถพัดออกไปได้ในเวลาอันสั้น . วันนี้ โลกของเราร้อนขึ้นกว่าที่เคยเป็นมาในช่วง 2,000 ปีที่ผ่านมา และหากสถานการณ์ยังคงเลวร้ายลง ในช่วงปลายศตวรรษนี้ อุณหภูมิของโลกจะสูงขึ้นถึง 2-ล้าน- ปีสูง
พลังงานแสงอาทิตย์ไม่กระทบอุณหภูมิโลก
การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงโดยใช้ส่วนประกอบแบตเตอรี่หรือเครื่องจักรพลังงานความร้อน ไม่กินเชื้อเพลิงฟอสซิล ในระบบสมดุลอุณหภูมิของโลก จะไม่สร้างพลังงานเพิ่มเติม โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นบนหลังคาและพื้นดิน และไม่มีเรือนกระจก การปล่อยก๊าซจะไม่ส่งผลกระทบต่อการแผ่รังสีภายนอกของโลก โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มักสร้างขึ้นบนที่ดินที่ไม่สามารถปลูกได้ ดังนั้นจะไม่ส่งผลกระทบต่อการดูดซับพลังงานแสงจากพืชสีเขียวอื่นๆ (รวมถึงสาหร่าย) บนโลก