השמש מקרינה אנרגיה ללא הרף לכדור הארץ מדי יום. מהות החיים על פני כדור הארץ תלויה גם באנרגיה המקרינה על ידי השמש, אך למעשה, האנרגיה שמקבל כדור הארץ מהשמש עצמה מהווה רק חלק קטן מאוד מהאנרגיה המוקרנת מהשמש. שהם 1/2.2 מיליארדית מכלל האנרגיה הקורנת הנפלטת על ידי השמש ליקום, אך אפילו החלק הקטן הזה מספיק כדי שכל מה שעל פני כדור הארץ יגדל.,
הערך של קבוע השמש שהוכרז על ידי הארגון המטאורולוגי העולמי בשנת 1981 הוא 1368 וואט למ"ר. קרינת השמש עוברת דרך האטמוספרה, וחלק ממנה מגיע לקרקע, הנקראת קרינת שמש ישירה; החלק השני נספג ומפוזר על ידי המולקולות של האטמוספרה, אבק ואדי מים באטמוספרה. והשתקפות. חלק מקרינת השמש המפוזרת חוזרת לחלל, והחלק השני מגיע לקרקע. החלק שמגיע לקרקע נקרא קרינת שמש מפוזרת. סכום קרינת השמש המפוזרת וקרינת השמש הישירה המגיעה לקרקע נקרא קרינה כוללת. לאחר שקרינת השמש עוברת דרך האטמוספרה, עוצמתה והתפלגות האנרגיה הספקטרלית שלה משתנות.
אנרגיית קרינת השמש המגיעה לקרקע קטנה בהרבה מהגבול העליון של האטמוספרה. לאחר קליטה והשתקפות אטמוספרית, פני השטח יכולים לקבל כ-1,000 וואט למטר רבוע, והכמות הכוללת שמקבל כדור הארץ היא כ-11 מיליארד קילוואט-שעה. ובואו נניח שאנחנו יכולים לכסות את כל פני השטח של כדור הארץ עם פאנלים סולאריים. אז ייצור החשמל בשנה אחת הוא כמיליארד קוט"ש. בשנת 2016, סך ייצור החשמל בעולם היה 25 טריליון קוט"ש. זה 1/40,000 מאנרגיית השמש שכדור הארץ מקבל.
מדוע הטמפרטורה של כדור הארץ נשארת בשיווי משקל?
שינוי הטמפרטורה של כדור הארץ תלוי במאפיינים שאין לכוכבי לכת אחרים בהכרח, כגון אטמוספירה, זרמי אוקיינוס ומהירות סיבוב מתאימה, ושומר על מרווח יציב יחסית. הזווית בין מישור המסלול הסובב סביב השמש לבין ציר כדור הארץ עצמו, חצי הכדור הצפוני והדרומי מקבלים קרינת שמש שונה בזמנים שונים, כך שהטמפרטורה בצפון תרד למינוס 30 מעלות צלזיוס בחורף, והיא יכולה להיות גבוהה עד 30 מעלות צלזיוס בקיץ, ו -60 מעלות באמצע. ההבדל בין מעלות, בהתחשב בגודל העצום של כדור הארץ, האנרגיה שהתקבלה ואבדה הוא עצום מאוד; יחד עם זאת, יהיה הבדל טמפרטורות ברור יחסית בין יום ללילה באזור, זאת משום שהחלק של כדור הארץ שאינו מואר על ידי השמש בלילה יקרין לאנרגיית היקום, ובכך יפחית את הטמפרטורה. לכן, הטמפרטורה של כדור הארץ משתנה כל הזמן, ושינוי זה הוא דווקא בגלל התנודתיות של האנרגיה המתקבלת ומשוחררת על ידי כדור הארץ, אשר אינו מפר את חוק שימור האנרגיה.
במשך יותר מארבעה מיליארד שנים, כדור הארץ היה שטוף בזוהר השמש, והשמש מקרינה בנדיבות אנרגיה לכדור הארץ בכל רגע. על פי ההבנה הכללית, כדור הארץ צריך להתחמם ואף להתחמם. עם זאת, למעשה, כדור הארץ לא התחמם. בשנים הארוכות של כדור הארץ, הוא גם נתקל בארבעה עידני קרח. האדמה נמצאת לאורך: קר - חם - קר - קר - ואז חם יותר - קר יותר. . . שוב ושוב, מחזור הדדי ולעולם לא מתחמם!
לאן הולכת האנרגיה המוקרנת מהשמש לכדור הארץ? כל העצמים עם הטמפרטורה יכולים לייצר קרינה, עצמים בטמפרטורה גבוהה מקרינים אור נראה ואולטרה סגול (גל קצר), ועצמים בטמפרטורה נמוכה מקרינים אינפרא אדום (גל ארוך). טמפרטורת פני השטח הגבוהה של השמש מקרינה אור אולטרה סגול ונראה לכדור הארץ, וטמפרטורת פני השטח הנמוכה של כדור הארץ מקרינה קרני אינפרא אדום ליקום! כדור הארץ שומר על שינויי האקלים, והוא צורך אנרגיה כדי להסתובב ולסובב סביב השמש, וכמות קטנה מאוד של אנרגיה מומרת לפחם, נפט וגז טבעי לאחסון אנרגיה למעלה, במיליארדי השנים הארוכות, מגיעים בעצם לסוג של שיווי משקל דינמי, כך שטמפרטורת פני השטח של כדור הארץ כמעט קבועה במשך זמן רב!
צריכת אנרגיה מאובנת מובילה להתחממות כדור הארץ
אנרגיה מאובנת מתייחסת לפחם, נפט, גז טבעי וכו 'שנוצרו על ידי אורגניזמים חיים במשך מאות מיליוני שנים. זהו מקור אנרגיה שאינו מתחדש. כולם התפתחו משרידי צמחים ובעלי חיים לפני מאות מיליוני שנים. כל דלקי המאובנים מורכבים מפחמימנים. דלקי מאובנים מהווים כיום 80% ממקורות האנרגיה של העולם התעשייתי., אף על פי שאנרגיה מאובנת היא חסרת משמעות באופן מעורר רחמים בהשוואה לאנרגיה סולארית, כמות החום והפחמן הדו-חמצני המיוצרים על ידי אנרגיה מאובנת, שנאגרה במשך מיליארדי שנים ונצרכה על ידי בני אדם במשך מאות שנים, היא גם מדהימה, מה שעלול להרוס את האיזון האקלימי הקיים.
אנשים השורפים דלקי מאובנים, כגון נפט, פחם וכו ', יפיקו כמות גדולה של גזי חממה. גזי החממה האלה שקופים מאוד לאור הנראה מקרינת השמש, אך הם בולעים מאוד לקרינה בגלים ארוכים הנפלטת מכדור הארץ, ויכולים לספוג בחוזקה את קרינת הקרקע. קרני אינפרא אדום בכדור הארץ, הגורמות לטמפרטורת כדור הארץ לעלות, כלומר, אפקט החממה. ההתחממות הגלובלית תחלק מחדש משקעים גלובליים, תמיס קרחונים ופרמפרוסט, ותעלה את מפלס הים, מה שלא רק מסכן את מאזן המערכות האקולוגיות הטבעיות, אלא גם מאיים על הישרדות האדם. פליטת גזי החממה ביבשה גרמה לעליית הטמפרטורה של היבשת, והפרש הטמפרטורות בין היבשת לאוקיינוס נעשה קטן יותר, מה שהאט את זרימת האוויר, ולא ניתן לפוצץ את הערפיח תוך זמן קצר. כיום, כוכב הלכת שלנו חם יותר משהיה ב-2,000 השנים האחרונות, ואם המצב ימשיך להידרדר, עד סוף המאה הנוכחית, הטמפרטורה של כדור הארץ תטפס לשיא של 2 מיליון שנה.
אנרגיה סולארית לא תשבש את מאזן הטמפרטורות של כדור הארץ
ייצור חשמל סולארי הוא מכשיר הממיר ישירות אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית באמצעות רכיבי סוללה או מכונות אנרגיה תרמית. הוא אינו צורך דלקי מאובנים. במערכת איזון הטמפרטורה של כדור הארץ, הוא אינו מייצר יותר אנרגיה; תחנות כוח סולאריות בנויות על הגג והקרקע, ואין חממה. פליטת גזים לא תשפיע על הקרינה החיצונית של כדור הארץ; תחנות כוח סולאריות בנויות בדרך כלל על קרקע שלא ניתן לשתול אותה, ולכן היא לא תשפיע על ספיגת אנרגיית האור על ידי צמחים ירוקים אחרים (כולל אצות) על פני כדור הארץ.