Чем характеризуется энергия получаемая землей от солнца

Опросник №4 по теме “Солнце”

Колыбельская средняя общеобразовательная школа Краснозёрского района Новосибирской области, 1997г, .

(по учебнику «Астрономия 11», Е.П. Левитана).

Источник света, тепла и многих других видов энергии на Земле?
Светлые участки на Солнце?
Какие телескопы применяют для наблюдений Солнца?
Из-за чего происходит изменение положения пятен на диске Солнца?
Линейная скорость вращения Солнца на экваторе?
Чем характеризуется энергия, получаемая Землёй от Солнца?
Что нужно знать, чтобы выяснить, в каком состоянии находится вещество на Солнце?
Какова поверхностная температура вещества на Солнце?
Основное состояние, в котором находится вещество на Солнце?
Самые распространённые элементы на Солнце?
Какой химический элемент был впервые открыт на Солнце?
Светящаяся “поверхность” Солнца?
Центральная часть пятна?
Верхушки конвективных потоков, проникающих в фотосферу?
Непостоянные, изменчивые детали фотосферы, существующие от нескольких дней, до нескольких месяцев?
Как называется пятно, которое располагается первым по направлению вращение Солнца?
Какую полярность имеют головные и хвостатые пятна?
Более светлые и более горячие детали, чем фотосфера?
Какие области атмосферы Солнца видны в момент полных солнечных затмений?
Наиболее яркие участки хромосферы?
Самые мощные и быстро развивающиеся процессы в хромосфере?
Какими мощными излучениями сопровождаются вспышки?
Какие электрически заряжённые частицы выбрасываются в межпланетное пространство?
Как называется гигантские, яркие выступы или арки, видимые на краю солнечного диска?
Когда корона, сильно вытянута в плоскости экватора Солнца?
Комплекс нестационарных образований в атмосфере Солнца?
Области на Солнце, где наблюдается пятна, вспышки, факелы и другие проявления солнечной активности?
Связывающее звено между различными ярусами центров активности?
Какую цикличность имеют появления пятен и солнечная активность?
Что происходит в недрах Солнца и других звёздах?
Самый распространённый элемент на Солнце?
Во что превращается водород внутри Солнца?
Как называется один из продуктов протон-протонного цикла?
Чем передаётся энергия от слоя к слою?
Основной процесс переноса энергии из глубины наружу поверхности Солнца?
Общая энергия, излучаемая Солнцем в единицу времени?
Раскалённый плазменный шар?
Множество узких тёмных линий в спектре Солнца?
За сколько суток экваториальные области делают один оборот вокруг оси Солнца?
Чем окружена центральная часть пятна?
Как называется пятно, которое располагается последним в группе?
Какова толщина нижнего слоя солнечной атмосферы?
Идеальный поглотитель излучения?
Как называется поток нейтрино?

Источник

Какую часть энергии Солнца получает Земля?

Солнце – это огромный огненный шар, который является основным источником тепла не только для Земли, но и для других планет Солнечной системы. Сколько же энергии светило дает нашей планете?

Общая мощность солнечного излучения, падающего на Землю, составляет 174 ПВт. Эта величина сопоставима с мощностью 174 млн атомных реакторов ВВЭР-1000, работающих круглосуточно! Одним словом, это очень большая величина. Мощность – это количество энергии, вырабатываемой в единицу времени. То есть каждую секунду Земля получает от Солнца 174 ПДж энергии, или примерно 5 млрд КВт•ч.

Эта цифра кажется огромной, но на самом деле это лишь миллионная часть той энергии, которая вырабатывается Солнцем с помощью термоядерных реакций.

Надо отметить, что примерно 6 % солнечного света просто отражается от атмосферы планеты. Также отражает солнечный свет и поверхность Земли, особенно ее ледовые шапки, расположенные на полюсах. Вообще у каждого небесного тела есть величина, называемое «альбедо» – это доля света, отражаемого телом в космос. У Земли альбедо равно 0,367, то есть в итоге она отражает 36,7% света, падающего на неё.

Солнечная энергия распределяется по земле неравномерно. В районе экватора свет падает на поверхность под прямым углом, поэтому там наблюдаются наиболее высокие температуры. На полюса же свет падает под углом, поэтому в этих районах температуры минимальны.

Излучения Солнца является важнейшим источником энергии для Земли. Если бы Солнце вдруг погасло, то температура Земли в течение года упала бы до –73° С, а со временем достигла бы –240° С. Также солнечный свет является основой почти всей жизни на Земле. Растения в процессе фотосинтеза используют свет звезды и поглощают углекислый газ из атмосферы, в результате чего они и растут. В свою очередь выросшие растения служат пищей для животных, то есть являются начальным звеном почти всех пищевых цепочек. Только некоторые одноклеточные существа могли бы выжить, если бы реакции фотосинтеза вдруг остановились бы.

Список использованных источников

Источник

Энергетический баланс солнечной энергии на Земле

Погоду и климат на Земле как и все формы жизни определяет солнечная энергия поступающая от Солнца и обеспечивая энергетический баланс.

Этот баланс достигается или не достигается в зависимости от того как солнечная энергия взаимодействует на нашей планете с объектами посредством таких явлений, как рассеяние, отражение, поглощение и преобразование из одной формы в другую. Солнечную энергию можно хранить, транспортировать в различных формах или преобразовывать между различными видами. В целом, то, как действуют ресурсы после того, как достигают Земли играет значительную роль в климате.

Потоки солнечной энергии – это энергетические преобразования и движения, которые происходят после того, как они достигли планеты. Эти потоки описывают, как распределяется способность выполнять работу и как они взаимодействуют с объектами, определяя климатические свойства.

Как применяется на Земле

Вся энергия, которая циркулирует действует по-разному. Из всей солнечной энергии, вырабатываемой Солнцем, только 70% достигает поверхности нашей планеты каким-то образом. Как только эти 70% достигают Земли она движется в различных формах. Большая часть на потребление энергии на планете получается от нашей звезды и только 0,03% поступает из других источников. Это означает, что Солнце источник жизни на Земле, так как оно излучает наиболее доминирующий поток.

Таким образом, роль солнца в жизни человека основополагающая.

Хотя поток солнечной энергии является наиболее доминирующим потоком, это не единственный источник на планете. Энергия от использования ядерного топлива, а также от приливов и тепловая из центра Земли все способствует общим ресурсам. Хотя эти потоки вносят гораздо меньший вклад, они по-прежнему жизненно важны для обеспечения энергетического баланса Земли.

Солнечный поток

Из 174 000 ТВт, доставленных на Землю, среднее значение определяется как энергетический баланс на одном квадратном метре земли. Однако эта величина усредняется по всей планете. Из этой мощности, примерно 30% отражается обратно в космос с отражением из-за атмосферы, облаков, океана, суши и льдов.

Оставшиеся 120 000 ТВт или около 70% от первоначальной мощности, которая достигает поверхности нашей планеты нагревает атмосферу. В атмосфере, молекулы парниковых газов поглощают это тепло и их температура повышается. После этого поглощения, газы излучают тепло обратно во всех направлениях. Затем эта тепловая мощность излучается обратно в космическое пространство. Именно это явление нагревает поверхность через естественный парниковый эффект.

Из исходной входящей солнечной энергии примерно 23% или 40 000 ТВт уходит на испарение воды и проходит гидрологический цикл. Здесь молекулы жидкой воды поглощают входящую энергию и меняют фазу от жидкости к газу. Мощность, потребляемая для испарения этой воды, затем скрыта в движении молекул пара. Молекулы могут затем конденсироваться, создавая дождь, снег и мокрый снег, который заполняет реки через стоки и формируя облака. Облака также выпускают скрытое тепло в атмосферу.

Это позволяет использовать гидроэнергию из которых люди используют

Примерно на 1% или 1700 ТВТ превращается в ветер и морские течения. Это перемещает воздух и воду по всей планете, которые передает тепло, удерживаемое при движении молекул газа или жидкости. Использование энергии ветра осуществляется ветроэнергетикой.

Из этих 140 ТВт почти вся солнечная энергия используется для жизненных сил. Растения получают свой рост от этого фотосинтеза, а затем животные либо едят растения, чтобы получить силу или едят животных, которые едят эти растения. Когда растения и животные умирают, они могут стать ископаемым топливом. Однако для этого требуется значительное время – миллионы лет.

Несмотря на то, что образование ископаемого топлива не является простым, большая часть химических ресурсов, накопленных в этих растениях и животных, распадается на тепло в атмосфере. Ресурсное топливо, используемое людьми, составляет всего около 14 ТВт.

Другие потоки

Помимо солнечной энергии, ядерный поток способствует общим ресурсам на планете. Люди используют около 1 ТВт ядерного топлива и эти ресурсы не исходят от Солнца. Это ядерное топливо осталось после взрыва, который образовал Солнечную систему. Это 1 TW является частью 0,02%, что не приходит от Солнца.

Читайте также: Лето начало дети солнце

Геотермальный поток также является еще одним источником не исходящим от Солнца. Геотермальная энергия, проходящая через земную кору, составляет примерно 44 ТВт или около 0,025%.

Остальная часть мощности исходящей не от Солнца, составляет

3 ТВт или 0,0017%, поступающих от приливных сил, действующих между Землей и Луной. Это небольшой поток известен как приливы и отливы.

Энергетический баланс Земли

Наша планета излучает из всех потоков обратно в космос в виде теплового излучения соблюдая энергетический баланс Земли. Поэтому она остается почти полностью сбалансированной с точки зрения температуры благодаря тому, как потоки взаимодействуют друг с другом когда солнечная энергия достигает Земли. Это связано с энергетическим балансом Земли. Увеличение выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ и метан, приводит к тому, что в космос излучается немного меньше тепла, чем поступающая мощность. Эта разница составляет очень маленькую величину.

Но на протяжении нескольких десятилетий это привело к потеплению климата особенно теплых океанов, хотя это, казалось бы, незначительная сила, равная выходу примерно 1 лампочки на каждый квадратный метр поверхности Земли.

Наука солнечная геоинженерия

Солнечная геоинженерия – новая наука по смягчению последствий изменения климата из-за парниковых газов, влияющих на поступающую солнечную радиацию. Эта наука предлагает решения в том числе и геополитические вопросы сохранения климата.

Выбросы углекислого газа от сжигания угля, нефти и газа растут в течение последних десятилетий, в результате на нашей планете становится еще жарче и жарче.

Известно, что большие извержения вулканов охлаждают планету, создав множество мелких частиц в стратосфере которые отражают приходящее тепло. Идея солнечной геоинженерии состоит в постоянном пополнении слоя мелких частиц в стратосфере, имитируя вулканические последствия для рассеяния солнечного света обратно в космос.

Но теоретическая модель управления поступающей солнечной энергии пока не нашла поддержки.

Источник

Энергия Солнца

Источником метеорологических, гидрологических, химических, биологических и других процессов, протекающих на земном шаре, является солнечная энергия. Вся другая поступающая энергия (излучение звезд и планет, космические лучи, внутренняя теплота Земли и др.) ничтожно мала по сравнению с энергией Солнца. Солнце — основной источник жизни на нашей планете и создатель энергетических запасов, которые все в большей степени используются человеком (нефть, каменный уголь, гидроресурсы, энергия ветра и др.). Солнце освещало и грело Землю на протяжении всей ее истории.

Солнечные лучи, распространяясь в мировом пространстве со скоростью 300 000 км/сек, проходят путь от Солнца до Земли, равный около 150 000 000 км, за 8,3 минуты. Несмотря на огромное расстояние, отделяющее нас от Солнца, и положение Земли в космическом пространстве, поверхность земли и нижние слои атмосферы нагреваются солнечными лучами достаточно сильно, чтобы поддержать жизнь на нашей планете.

Общее количество энергии, получаемой Землей от Солнца, можно сравнить с количеством энергии, создаваемой непрерывной работой 543 млрд. паровых машин в 400 л. с. каждая. А ведь это колоссальное количество энергии, которую получает земной шар, является лишь ничтожной долей лучистой энергии, испускаемой Солнцем! Вычисления показывают, что она составляет примерно одну двухмиллиардную долю всей энергии Солнца. Основная же часть солнечной энергии рассеивается в мировом пространстве. Чтобы представить ее размеры, скажем, что она достаточна, чтобы вся вода, содержащаяся в морях и океанах Земли, закипела за 1,5 секунды.

Откуда же на Солнце столько энергии? Этот вопрос всегда привлекал внимание ученых. Если бы Солнце состояло из горючего вещества, то согласно расчетам его энергии хватило бы ненадолго. В частности, если бы Солнце состояло из каменного угля, то оно сгорело бы за 2000—3000 лет. Из различных данных следует, что в настоящее время Солнце испускает примерно такое же количество энергии, какое оно испускало миллиарды лет назад. Еще не так давно существовало мнение, что образование столь чудовищного количества энергии обязано сжатию, испытываемому Солнцем. Но тогда солнечной энергии хватило бы лишь на несколько десятков миллионов лет. Причину неиссякаемости солнечной энергии объяснила современная физика.

Известно, что тела Вселенной состоят из атомов. Атомные ядра содержат в себе огромные запасы энергии, выделяющейся при расщеплении ядра. Как известно, расщепление атомного ядра и получение атомной энергии производятся с помощью специальных установок. Иначе это происходит на Солнце. При температуре в недрах Солнца, достигающей по вычислениям 16 млн. градусов, и колоссальном давлении атомы водорода, составляющие 90% массы Солнца, расщепляются. Происходит непрерывный процесс превращения атомов одних элементов в атомы других. В результате ядерной реакции выделяется внутриатомная энергия. Таким образом, источником солнечной энергии являются ядерные превращения. При образовании из водорода 1 г гелия выделяется 155 млрд. кал. На это тратится ничтожное количество вещества — 0,007 г. Для размеров Солнца эта потеря выражается в 4 200 000 т/сек. Однако она мало отражается на «сгорании» Солнца, так как запасы водорода на Солнце столь огромны, что их хватит еще на много миллиардов лет.

При высокой температуре газы в недрах Солнца очень плотны. Из недр Солнца они стремятся наружу и до его поверхности добираются в течение нескольких тысяч лет. При этом температура газов постепенно повышается и изменяется их количество. На поверхности Солнца температура газов достигает 6000°.

Солнце излучает энергию в виде электромагнитных волн различной длины, однако основная часть солнечной радиации, достигающей нашей планеты, имеет длину волны 0,17—4 микрона. При этом 7% ее составляет ультрафиолетовая радиация, с длиной волн от 0,17 до 0,35 микрона, 46% —световая радиация с длиной волн в пределах 0,35—0,76 микрон и 47%.—инфракрасная радиация с длиной волн от 0,76 до 4 микрон.

Несмотря на небольшой процент ультрафиолетового излучения Солнца, эта радиация играет весьма важную роль в химических преобразованиях атмосферных газов и почти полностью задерживается в верхних слоях атмосферы. Незначительная ее часть, достигающая поверхности земли, оказывает сильное воздействие на животный и растительный мир.

Интенсивность солнечной радиации. За единицу измерения интенсивности солнечной радиации принято количество тепла в калориях 2 , которое получает 1 см 2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, в 1 минуту (кал/см 2 мин). Как показывают результаты обработки многочисленных наблюдений, при отсутствии атмосферы интенсивность солнечной радиации составляет в среднем около 2 кал/см 2 мин, точнее 1,98 кал. Эту величину принято называть солнечной постоянной. Величина солнечной постоянной подвергается небольшим изменениям в зависимости от расстояния между Землей и Солнцем. Так как движение Земли вокруг Солнца происходит не по кругу, а по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце, то в течение года расстояние между Землей и Солнцем изменяется. Наименьшее расстояние между Солнцем и Землей бывает около 3 января, наибольшее — 3 июля. Интенсивность солнечной радиации, характеризуемая солнечной постоянной, испытывает некоторые, правда незначительные, колебания в зависимости от активности процессов на Солнце.

Если бы каждый квадратный сантиметр земной поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, при отсутствии атмосферы получал в 1 минуту 1,98 кал, то в течение года при тех же условиях он получил бы около 1000 ккал тепла. Но так как Земля близка по форме к шару и солнечные лучи не везде падают отвесно, да при этом вследствие вращения Земли вокруг своей оси всегда освещена только половина земного шара, то за год на 1 см 2 на верхней границе атмосферы поступает в среднем лишь четвертая часть названной величины, т. е. около 260 ккал/см 2 . Из этого количества солнечного тепла поверхностью земли и атмосферой поглощается только 166 ккал/см 2 год. Остальная часть отражается в мировое пространство. Достигает поверхности земли и поглощается ею до 70% общего количества радиации, используемой Землей, а 30% задерживается атмосферой.

Однако и на различные участки Земли солнечная энергия поступает в неодинаковом количестве. Это зависит от ряда условий.

Наука, занимающаяся изучением притока и расхода солнечной энергии, называется актинометрией. Она является одним из разделов метеорологии.

Погосян, Х.П. Атмосфера Земли/ Х.П. Погосян [и д.р.]. – М.: Просвещение, 1970.- 318 с.

Источник