Погода интересует всех

Еще в прошлом веке были построены солнечные электростанции. Одна из таких станций перед первой мировой войной работала в Меади (Египет). Параболические зеркала этой станции направляли солнечные лучи на котел. Котел вырабатывал пар, приводивший в движение машину мощностью 60 лошадиных сил. Во время войны эта станция была разрушена. В более позднее время усовершенствованные солнечные силовые установки были построены в Советском Союзе. Их зеркала состояли из «селективных»[23] черных поверхностей, поглощающих значительную часть падающих на них солнечных лучей, но в то же время излучающие сравнительно небольшое количество длинноволновой радиации. Коэффициент полезного действия такой установки составлял 11 %. В некоторых странах в настоящее время продолжают использовать солнечную энергию для выработки пара, питающего паровые машины и турбины, но поскольку коэффициент полезного действия таких установок все еще остается довольно низким, то чаще предпочитают использовать вместо солнечной другие виды энергии.

Миниатюрными солнечными силовыми установками являются солнечные кипятильники, широко распространенные в южноазиатских странах. В фокусе вогнутого зеркала помещают котелок или кастрюлю, в которых варят суп или рис. Однако жители Индии обычно бывают не очень довольны своими солнечными кипятильниками, так как аппетит у индусов разыгрывается к вечеру.

В Мон-Луи, в Пиренейских горах, на протяжении многих лет используется параболическое зеркало для нагревания плавильной печи. Это зеркало состоит из 3500 мелких зеркал, имеет диаметр 11 м. В фокусе удается получить температуру около 3600°. Это выше температуры электрической дуги.

В последние годы с открытием полупроводников появилась возможность непосредственного преобразования солнечных лучей в электрический ток. При этом может быть достигнут очень высокий коэффициент полезного действия. Приборы третьего советского искусответного спутника Земли более года питались током, который вырабатывали солнечные батареи.

Однако количество солнечной энергии, преобразованное в тепло и электрический ток, совершенно ничтожно по сравнению с тем колоссальным количеством тепла, которое получает земная поверхность в результате поглощения падающих на нее солнечных лучей. Энергия всего лишь одного тропического циклона, в котором только ничтожная часть солнечной энергии перешла в тепло и механическую работу, равняется энергии 250 000 атомных бомб типа бомбы, сброшенной на Хиросиму. А ведь эта бомба обладала мощностью в 2 000 000 квт. Или другой пример: для обеспечения годовой суммы испарения с поверхности земли необходимо количество солнечной энергии, которое в 10 раз превышает энергию, скрытую во всех известных сейчас залежах каменного угля.

А как обстоит дело с потерей энергии Солнцем? Происходит ли постепенное его остывание?

Ответ на этот вопрос смогла дать современная атомная физика. В центральной части Солнца происходит превращение водорода в гелий, причем из 1 г водорода получается 0,993 г гелия и выделяется 175 000 квт.-ч. энергии. При этом каждый раз излучается около 0,7 % массы одного атома водорода, находящегося на Солнце, а это значит, что Солнце каждую секунду теряет 4 150 000 т своего вещества. Однако расчеты показали, что если интенсивность излучения радиации Солнцем сохранится, то за миллиард лет лишь 1 % солнечного водорода превратится в гелий. Из этого следует, что для сколько-нибудь существенного остывания Солнца необходим невообразимо колоссальный промежуток времени.

Холодильник нашей планеты

В предыдущей главе мы говорили об облучении Земли солнечной радиацией. Каждый день земной шар получает от Солнца огромное количество тепла. Теперь следует ответить на вопрос: куда же девается это тепло? Можно было бы подумать, что под действием этого тепла Земля должна непрерывно нагреваться. Однако систематического нагревания всей Земли в действительности не существует. Значит, за год количество энергии, полученной Землей от Солнца, в точности равняется количеству отданной. Рассмотрим процесс отдачи энергии несколько подробнее.

Потоки лучистой энергии на дневную и ночную стороны Земли.

1 — солнечная радиация, 2 — излучение Земли и атмосферы, 3 — противоизлучение атмосферы, 4 — отражение от облаков, 5 — отражение от Земли.

Земля примерно на 300° теплее окружающего ее космического пространства[24]. Ее можно сравнить с натопленной печью, которая отдает свое тепло комнате и сама при этом охлаждается. Точно так же и Земля непрерывно отдает в мировое пространство энергию в виде длинноволнового излучения. Поскольку, однако, человек не воспринимает эту потерю энергии непосредственно, то неудивительно, что несведущие люди придумывают самые невероятные объяснения и ночного охлаждения земной поверхности, и зимних морозов. В частности, сильные морозы часто пытаются объяснить влиянием Луны.