地球的能源预算是多少？

“地球的能量预算”一词是指地球从太阳接收到的能量，在整个地球上使用，然后再送回太空。尽管大部分太阳能从未到达地球表面，但太阳提供了地球内部使用的所有能量。地球接收到的热量分为五个不同的环境组成部分：植物和动物等生物、地壳、地球的水体、大气和冰。由于行星的形状，撞击地球表面的能量明显不均匀，某些区域接收的热量比其他区域大得多。地球的形状也使得极地地区比靠近赤道的地区接收到的热量要少得多。科学研究表明，地球表面的每平方米接收和返回大约 240 瓦的太阳能量。地球接收并辐射回太空的热能接近平衡，地球接近辐射平衡状态。

传入热能
地球以短波辐射的形式接收太阳能。传入的能量可能以三种不同的方式与地球环境相互作用：散射、吸收和反射。如果太阳辐射撞击地球表面而没有经历这三个过程中的任何一个，则称为直接太阳辐射。

散射
当太阳的能量被散射时，它会与气体分子等微小粒子接触，然后这些粒子会在不改变波长的情况下改变太阳光线的方向。散射取决于许多因素，例如辐射的波长以及散射辐射的分子大小。散射的主要作用是减少到达地球表面的热能。散射也是地球天空呈蓝色的原因。撞击地球表面的散射太阳辐射称为散射太阳辐射。

吸收
太阳能与地球环境相互作用的另一种方式是吸收。科学家将吸收描述为物质吸收太阳辐射然后转变为热能的过程。材料产生热能后，随后通过长波辐射将其辐射回环境中。

反射
当太阳辐射与地球内的粒子相互作用时，它也可能被反射。当阳光照射到粒子并被重定向到大气中时，就会发生反射。反射的主要影响是它减少了到达地球表面的热量。反射通常发生在云层中，水滴拦截并重定向太阳光线。

传出热能
地球以通常具有少量能量的长波辐射的形式向太空发射能量。从地球发出的能量一般是以红外线辐射的形式。环境中的粒子会吸收一些从地球辐射的能量，而云也会反射一些能量。传出辐射是地球能量预算的基础，因为它是从地球到大气的能量总和。传出的辐射在温室效应中也起着重要作用，因为二氧化碳和甲烷等气体会吸收辐射，从而增加大气中的热量。这些气体吸收的另一个影响是它导致地球表面的温度升高。科学家们指出，较高浓度的温室气体可能会导致全球变暖。

地球内部的能量失衡
如果进入地球的能量和离开地球的能量不相等，地球就会获得或失去能量。有两种主要方法可以检查地球是否正在获得能量、失去能量或处于平衡状态。一种方法是通过使用间接测量。如果地球上的能量发生变化，它将影响地球环境的各个组成部分，例如海洋。为了测量变化，使用了称为 argo 浮标的海洋设备。可以使用的另一种方法是主要通过使用卫星进行直接测量。测量能量失衡的卫星使用美国宇航局开发的技术，它们监测地球接收的热量以及地球辐射的热量。

温室效应
在地球大气中占最大比例的气体是氧气和氮气，它们既不会与入射的太阳辐射也不会与从地球进入太空的热辐射相互作用。然而，地球的大气层也含有诸如水蒸气和其他吸收特定波长热辐射的气体的物质。地球辐射的 5% 到 6% 的能量被这些物质吸收，它们在大气中浓度的增加会导致更高的吸收率。标准温室效应的主要影响是它提高了地球的温度，使地球比纯粹依靠太阳取暖时更温暖。

气候变化
由于自然因素或人类的影响，地球的气候可能会发生变化。导致地球气候变化的自然因素包括火山爆发和太阳亮度的变化，这会增加或减少到达地球表面的太阳能量。许多人类活动直接或间接地改变了地球的气候，例如将污染物排放到大气中以及森林砍伐。气候变化对地球的能量收支有直接影响。

气候变化的经济影响
受地球气候模式变化影响较大的部门之一是农业部门。由于这些变化，一些地区的降雨量低于通常导致作物歉收的降雨量。其他地区的降雨量高于平均水平，导致农场的农作物遭到破坏。这些事件的影响是它降低了作物产量，使农民更难以谋生并造成粮食短缺。气候变化的另一个影响是，它将导致热浪病例显着增加，其中一些可能导致死亡，从而减少能够为经济做出贡献的人口部分。