云南太阳能、昆明太阳能知识科普【第一章3】

太阳能辐射能传递机理一
太阳是我们这个星系的中心,是一颗直径为1.39 × 106km由近78.4%的氢和19.8%的氦及1.8%的90多种天然元素组成的,质量达2.2 ×10 "t,囊括了整个太阳系总质量的99%,为地球质量的33.2万W体积为1.41 × 10wkm3,比地球大130万倍的一个巨大火球。在太阳上每时每刻都在发生着巨大而激烈的热核聚变反应。按照爱因斯坦E.°·2关系式(式中E为能量m为质量;c为真空中的光速)当每18氢聚变成氦时,氢的质量损失0.00729g而l8质量可转化为9 × 10"J的能量所以,每克氢热核聚变释放出的能量为0.00729×9×10".6.561 ×10HJ.太阳上每秒钟内约有6.57×10't氢,热核聚变为6.53 ×10 8 t氦,氢亏损质量为400万t,这几百万吨氢热核聚变所释放出的能量产生的功率达3.9 × 10a3kw,这些能量瞬间以电磁波的形式向整个宇宙空间辐射出去,如果太阳上的热核聚变始终以该速率持续平稳地进行下去,理论上说太阳上氢的储量,足够再维持近800亿年不间断的热核聚变反应。当然,宇宙间太阳一类恒星的变化,并不会像人类现有知识水平所想象的那样机械和简单,因为在浩瀚的宇宙空间,充满了随机变量的很多不确定因素。最近就有英国科学家在研究考察了包括地球在内的七颗行星变化后认为随着太阳逐渐变老,太阳的体积会逐渐变大,温度也会急剧上升。他们预测大概在17.5亿年前后,太阳就有可能迅速衰变为一颗红巨星,到那时它的体积会迅速膨胀200多倍,并将处于离太阳最近的水星、金星,葚至地球都吞食掉。而在太阳发生衰变的前期,地球就会在太阳超强辐射的笼罩和强烈烘烤下,陷人被日焰燎挠的太阳大气。热区。,地球上四大洋的海水将全部蒸发,生态环境和人类的生存条件将发生激烈的变化,地球自然界生物的生存条件将不复存在地球也将变成了一个荒芜不毛的地狱······按英国科学家们最新的预测,在。世界末日。到来之前,地球这个。人类理性的摇篮。还可以为人类和地球上的生物群体,提供大约17.5亿年左右的生存。庇护缓冲期。。相对于地球至今40亿年的生存寿命和地球上智慧生物百万年来的进化史而言,尚处于地球。壮年期。上的人类,应该还有足够的时间、空间、经验和智慧,来考虑和寻找人类自己在宇宙中未来的归属去向与新的落脚点,话又说回来,即便在如此严峻局势的。威逼。下,今天我们仍然可以淡定地认为,对地球上自然界的生物圈来说,太阳仍可称之为是我们这个星球"取之不尽,用之不竭。,赖以生存和未来可持续开发利用的可再生能源资源的源泉事实上,从严格的科学意义上来说,太阳并不是一个温度恒定的熔岩火球实体,而是一个由多层结构组成的,有着不同波长电磁波发射和吸收能力的黑色辐射体,在太阳内部,存在着一个占太阳平均半径23%的太阳核心,这是一个温度为8 × 106_4× 10'K,密度为水的80~100倍,形状为黏稠蛋黄状的太阳内核。该内核体积占太阳总体积的15%质量占总质量的40%所产生的能量却占到总能量的90%,在太阳平均半径为0.23~0.7R之同的区域,被称为。辐射输能区。,此区域的温度降到1.3 × los K,密度下降为70k名/m 3。在向外处于太阳平均半径为0.7~1.0R的区域,属于太阳实体的表层,称为"对流区。该区域的温度降到5 ×103K左右,密度则不到10 5kg/m3,在这里分布若许许多多直径1 000至3 000km大小不等,寿命虽然只有几分钟,但却在演绎若激烈的翻滚、沸腾、流窜的。小光球。群体,在太阳表层之外,则是一个被称为。光球层。的强电离气体层,该气体层温度为5 762K,厚度约为500km,密度为10 3 kg八n3,由于该层的气体电离程度极高,从而能够连续不断地吸收和发射各种波长的电磁波和辐射光谱。所谓的。太阳辐射。,其实就是指以光球层作为发射源头,辐射到整个宇宙空间的光一电子磁流体,在光球层内,常有温度悬殊的潮流四处汹涌澎湃;因为温度差异,这些潮起潮落的流体形成了反射背景反差悬殊的黑子和光斑群体,黑子、光斑在太阳光球层内的兴衰与集散活动,对太阳辐射量和电磁场的强度产生波动性的强烈影响。这种对地球周围电磁场同样有着强大影响力的黑子、光斑群的活动强度,存在着一个约以II年为周期的规律性变化。太阳可视的圆面实体,到光球层就为止了。光球层之外,分布若不仅能发光,而且几乎是透明的雾霾状太阳大气层,被称为。反变层。反变层由极稀薄,但厚度达到数百公里的气体组成。反变层之外还有一个厚约1~1.5 × 10 4 knr;主要由氢和氦组成的。色球层。,该层的温度约为5 000K,密度为10-5kg八n3。色球层内有时会火山爆发式地突然1司喷薄出一股股银白色的日焰,这就是所谓的。日冕。。太阳强烈喷薄出的银白色日冕,有时能蹿升到太空中达几十个太阳半径的距离,温度高达数百万度。当日冕喷薄时,能使太阳电磁波的辐射量猛然增大若干倍日冕喷射出的电子流在太空中形成强烈的。太阳风。。当太阳风在到达地球上空后,会在地球磁场两极的大气上层引发。磁暴。,导致两极五彩缤纷极光垂幕的出现。几乎与此同时,全球范围的短波无线电通信、在轨人造地球卫星和人类在地球周围宇宙空间的正常航天活动,都会在这股强烈太阳风的横扫之下,遭遇到不同程度的严重影响,至会造成灾难性的后果。
(责任编辑:中建太阳能)