Как тепловая энергия попадает от Солнца на Землю?

8 Ответы


  • Через радиацию.
    Поскольку в космосе за пределами Земли нет атмосферы, поэтому нет возможности рассеивать тепло между Солнцем и Землей. Свет, идущий от Солнца к Земле, передает тепло Земле через излучение.
  • Тепло всегда перемещается из жарких мест в холодные. Поскольку Солнце горячее Земли и выделяет много тепла за счет термоядерных реакций, именно поэтому тепло распространяется на Землю. Тепло нуждается в канале для прохождения. Но излучение может проходить через пустые пространства. Эти излучения фильтруются озоновым слоем.
  • Тепловая энергия - это форма электромагнитных волн с короткой длиной волны. (Длина волны зависит от температуры тела, из которого она излучается). Электромагнитная волна не нуждается в какой-либо материальной среде для перемещения. Поэтому тепло от солнца достигает Земли посредством излучения, где тепло передается бесконтактно.
  • Как только солнечная энергия достигает земли, она используется растениями для дыхания и накапливается в растениях / фруктах / овощах. Энергия передается другим организмам, которые поедают эти растения, и их клетки воспроизводятся. Затем энергия переходит в движение. Итак, Солнце является источником энергии для жизни на Земле. Тепловая энергия преобразуется во все другие виды энергии в течение жизни.
  • Солнце похоже на ядерный реактор, состоящий в основном из водорода и гелия. В результате реакции этих газов Солнце испускает излучение в виде ультрафиолетовых лучей. Эти лучи проходят через космос, попадая на Землю. К счастью для нас, проникает лишь небольшое количество. нашего Магнитного Щита. Если бы не это, мы бы жарили. Но именно так Земля получает солнечное тепло.
  • Солнечная энергия
    от Солнца к Земле
    Космическое пространство
    Огромное количество энергии, непрерывно излучаемой Солнцем, рассеивается в космическом пространстве во всех направлениях. Лишь небольшая часть этой энергии перехватывается Землей и другими солнечными планетами.
    Солнечная энергия, достигающая периферии земной атмосферы, считается постоянной для всех практических целей и известна как солнечная постоянная. Из-за трудности достижения точных измерений точное значение солнечной постоянной неизвестно с уверенностью, но предполагается, что оно находится в пределах от 1353 до 1395 Вт / м2 (приблизительно 1,4 кВт / м2, или 2,0 кал / см2 / мин). Значение солнечной постоянной оценивается на основе солнечного излучения, полученного на единицу площади, освещенной перпендикулярно солнечным лучам на среднем расстоянии между солнцем и землей.

    При прохождении через космическое пространство, которое характеризуется вакуумом, различные типы солнечной энергии остаются неизменными и не изменяются до тех пор, пока излучение не достигнет верхних слоев земной атмосферы. Поэтому в космическом пространстве можно было бы ожидать встретить типы излучения, перечисленные в таблице 1, а именно: гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.

    Атмосферные эффекты
    Не вся солнечная радиация, полученная на периферии атмосферы, достигает поверхности Земли. Это связано с тем, что атмосфера Земли играет важную роль в избирательном контроле прохождения к поверхности Земли различных компонентов солнечного излучения.
    Значительная часть солнечной радиации отражается обратно в космическое пространство при попадании в самые верхние слои атмосферы, а также от вершин облаков. В процессе проникновения через атмосферу часть входящего излучения либо поглощается, либо рассеивается во всех направлениях атмосферными газами, парами и частицами пыли. Фактически, в атмосферном рассеянии солнечной радиации участвуют два процесса. Это называется селективным рассеянием и неселективным рассеянием. Эти два процесса определяются разными размерами частиц в атмосфере.

    Селективное рассеяние названо так потому, что излучения с более короткими длинами волн избирательно рассеиваются гораздо шире, чем излучения с более длинными волнами. Это вызвано атмосферными газами или частицами, размер которых меньше длины волны конкретного излучения. Такое рассеяние может быть вызвано молекулами газа, дымом, парами и дымкой. Следовательно, в ясных атмосферных условиях избирательное рассеяние будет гораздо менее сильным, чем когда атмосфера сильно загрязнена антропогенными источниками.

    Селективное рассеяние в атмосфере, в широком смысле, обратно пропорционально длине волны излучения и, следовательно, уменьшается в следующем порядке: Дальний УФ> ближний УФ> фиолетовый> синий> зеленый> желтый> оранжевый> красный> инфракрасный. Соответственно, наиболее сильно рассеянное излучение попадает в ультрафиолетовую, фиолетовую и синюю полосы спектра. Эффект рассеяния излучения в этих трех диапазонах примерно в десять раз больше, чем на красных лучах солнечного света.

    Интересно отметить, что избирательное рассеяние фиолетового и синего света атмосферой приводит к синему цвету неба. Когда солнце находится прямо над головой около полудня, происходит небольшое избирательное рассеяние, и солнце кажется белым. Это потому, что солнечный свет в это время проходит через минимальную толщину атмосферы. Однако на восходе и закате солнечный свет проходит под углом через гораздо более толстый слой атмосферы. Это приводит к максимальному атмосферному рассеянию фиолетового и синего света с незначительным влиянием на красные лучи солнечного света. Следовательно, солнце кажется красным на восходе и закате.

    Неселективное рассеяние, происходящее в нижних слоях атмосферы, вызывается пылью, туманом и облаками, размер частиц которых более чем в десять раз превышает длину волны компонентов солнечного излучения. Поскольку степень рассеяния одинакова для всех длин волн, облака и туман кажутся белыми, хотя их частицы воды бесцветны. Атмосферные газы также поглощают солнечную энергию в определенных интервалах длин волн, называемых полосами поглощения, в отличие от областей длин волн, характеризующихся высоким коэффициентом пропускания солнечного излучения, называемых полосами пропускания атмосферы или атмосферными окнами.

    Степень поглощения солнечного излучения, проходящего через внешнюю атмосферу, зависит от составляющих солнечных лучей и их длины волны. Гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 200 нм поглощаются кислородом и азотом. Большая часть излучения с диапазоном длин волн от 200 до 300 нм поглощается озоновым слоем (O3) в верхних слоях атмосферы. Эти явления поглощения важны для живых существ, поскольку длительное воздействие излучения с длинами волн короче 300 нм разрушает живые ткани.

    Солнечное излучение в красной и инфракрасной областях спектра на длинах волн более 700 нм в некоторой степени поглощается углекислым газом, озоном и водой, присутствующими в атмосфере в виде пара и конденсированных капель (таблица 1). Фактически, капли воды, присутствующие в облаках, не только поглощают длинноволновые лучи, но также рассеивают часть коротковолнового солнечного излучения.

    Нижний этаж
    В результате атмосферных явлений, включающих отражение, рассеяние и поглощение излучения, количество солнечной энергии, которая в конечном итоге достигает поверхности Земли, значительно уменьшается по интенсивности при прохождении через атмосферу. Степень уменьшения зависит от длины волны излучения и от длины атмосферного пути, по которому проходит солнечное излучение. Таким образом, интенсивность прямых лучей солнечного света зависит от высоты солнца, а также от таких факторов, как широта, время года, облачность и атмосферные загрязнители.
    Общая солнечная радиация, полученная на уровне земли, включает как прямую радиацию, так и косвенную (или диффузную) радиацию. Рассеянное излучение - это составляющая общего излучения, вызванная атмосферным рассеянием и отражением падающего излучения от земли. Отражение от земли - это в основном видимый свет с максимальным пиком излучения на длине волны 555 нм (зеленый свет). Относительно небольшое количество энергии, излучаемой землей при средней температуре окружающей среды 17 ° C на ее поверхности, состоит из инфракрасного излучения с максимальной концентрацией на 970 нм. Это невидимое излучение преобладает ночью.

    В дневное время количество рассеянной радиации может достигать 10% от общей солнечной радиации в полдень, даже когда небо чистое. Это значение может возрасти примерно до 20% рано утром и ближе к вечеру.

    Таким образом, в заключение очевидно, что в пасмурную погоду общее излучение, получаемое на уровне земли, значительно снижается, причем степень уменьшения зависит от облачности и толщины облаков. В экстремальных условиях облачности значительная часть падающего излучения будет в форме рассеянного или рассеянного света. Кроме того, ожидается меньшая солнечная радиация в ранние и поздние часы дня. Эти факты имеют практическое значение для правильного использования солнечной радиации в таких целях, как уничтожение микроорганизмов.
  • Солнце является источником энергии для Земли, и энергия передается от Солнца к Земле в форме пакетов энергии, известной как свет. Интересно отметить, что эти пакеты энергии перемещаются от Солнца на Землю в форме волн. При этом важно учитывать форму света (пакеты энергии, которые движутся в форме волн). Когда световая энергия достигает Земли, она ударяет и излучает энергию. Различные объекты по-разному реагируют на энергию, например, некоторые поглощают больше энергии, а некоторые нет. Так энергия передается от солнца к земле.
  • Солнце излучает волны тепла, которые настолько сильны, что когда оно вспыхивает, оно достигает Земли, которая затем нагревает ее, и земля становится горячей.

Напишите свой ответ

Ваш ответ появится после модерации