少年科學粉｜太陽輻射對人體危害有多大？重新認識太陽能

撰文/甘本祓

本文節選自《知識就是力量》雜誌

說起太陽能，小夥伴們也許會感到既熟悉又陌生。可以說，自從人類懂得觀察宇宙以來，就已受到太陽能的“恩惠”。

太陽能的本質就是太陽的電磁輻射能，它是一個全波譜的輻射，不僅有紅橙黃綠青藍紫的可見光，還有看不見的無線電波(如長波、中波、短波、微波)和射線(如紅外線、紫外線、伽馬射線、X射線)。

其實太陽輻射，也會或多或少地對人類造成一定的傷害，特別是紫外線、伽馬射線、X射線都會極大地傷害人體，甚至可以這樣說，如果太陽輻射毫無阻擋地傾瀉到地球，那我們人類和地球上的一切生物都將不復存在！

幸好，我們的地球已經在“身上”裹了一層厚厚的“氣毯”——空氣（學術上更習慣稱之為“大氣”）。這層大氣就成了一個有效的過濾器。它只開了兩個天窗，一個是“光學天窗”，它“放進來”可見光、絕大部分紅外線和極小部分紫外線；另一個是“無線電天窗”，它主要“放進來”微波。歸納起來，太陽輻射到地球大氣層外沿的能量，只有一半（51％）穿過大氣層到達地球表面（主要是可見光波和紅外線），即主要送來了光和熱。

今天，我們將從兩方面來講講太陽能：

能源的數量

從能源的數量來說，可以做個形象的比喻，如果把太陽每秒鐘輻射到地球的能量全部轉換為熱量，大致相當於500萬噸標準煤在完全燃燒後產生的熱量總和。現在人類每年從地下開採出來的化石燃料，如果都摺合為標準煤，大約是100億噸。也就是說，如果能把到達地球的太陽能全部用上，只需半個多小時的太陽能就夠人類一年之需了！而且還是源源不斷、免費地供應著。遺憾的是絕大部分太陽能都未加利用！

能源的形式

從能源的形式來說，太陽輻射到達地球，大約把它能量的千分之三傳給植物，植物的葉綠素才能進行光合作用，轉化為生物能，以合成各種物質。據估計，全球植物全天大約可產生4億噸蛋白質、碳水化合物和脂肪，同時還釋放出近5億噸氧，為人和動物提供了必需的食物和氧氣，而其餘的大部分能量則傳給了大氣、陸地和江河湖海。太陽輻射不僅造就了萬千氣象，左右著地球冷暖，帶來了晝夜和季節的輪迴，而且轉化成風能、雷電能、水力能、海洋能等。目前人們把這些能源統稱為“可再生能源”，而它們都是由太陽能轉化而成。

至於人們目前主要使用的不可再生的化石能源（煤炭、石油、天然氣等）也是幾百萬年前，被埋在地下的動物和植物轉化來的。若沒有陽光，哪會有動物和植物。從這個意義上說，化石燃料也是由太陽能轉化來的！一句話，除地熱能和潮汐能之外，太陽能是地球上的一切能源之母。

如今，人們常說的“利用太陽能”，並不包括上面提到的由太陽輻射(在自然界中)天然轉換成的能源。而只是狹義的指，通過人造的器件和設備，人為地把太陽輻射的光和熱轉換為可再生能源。

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