太阳每秒钟向外发射的能量约为3.74×1026J,相当于每秒钟燃烧1.28×1016t标准煤所放出的能量。尽管太阳所辐射出来的总能量中只有二十二亿分之一到达地球大气层上界,但其能量可不小,约为1.73×1017W,相当于1.73亿个百万千瓦级电厂发出的总功率。
太阳辐射的能量主要集中在波长0.15-4微米之间。在这段波长范围内,又可分为三个主要区域,即波长较短的紫外光区、波长较长的红外光区和介于二者之间的可见光区。太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区,前者占太阳辐射总量的50%,后者占43%。紫外区只占能量的7%。在波长0.475微米的地方,太阳辐射的能力达到最高值。由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行,因此太阳与地球之间的距离不是一个常数,然而,由于日地间距离太大(平均距离为1.5 x 108km),所以地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。因此人们就采用所谓 “太阳常数”来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指平均日地距离时,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。经过测定,国际学术界一致将“太阳常数”取为1357W/m2。
太阳辐射进入地球大气层后,经过云层、空气和水汽等的反射、散射和吸收后强度显著减弱,辐射到地球的太阳热量中的热量反射回太空,热量被大气层吸收,通过大气层到达地面。也就是说,大概只剩下4亿分之一的太阳热量达到地面。但还是比目前人类每年所用的各种类型的能源总和大许多倍。
|