第1章 太阳与太阳能.ppt

第1章 太阳和太阳能 第1章 太阳和太阳能 太阳和太阳能 1.1 太阳基本物理参数及结构 1.1.1 太阳基本物理参数 太阳是距地球最近的恒星。 半径： R=6.96 ?105 km (地球的109倍）； 体积：1.4122?107 km3(地球的130万倍）； 质量：约为1.99×1027t（地球质量的33万倍）； 平均密度：1.409g/cm3(地球密度的1/4)；160g/cm3(核心)； 温度：5770℃(表面)，1.56?107 ℃(核心)； 日地平均距离：1.5?108km； 太阳光到达地球表面时间：约8?18?； 年龄：约50亿年； 寿命：100亿年。 自转周期：25-30天 距最近的恒星的距离：4.3光年 宇宙年：225百万年 总辐射功率：3.83×1026J/s 1.1 太阳基本物理参数及结构 1.1.2 太阳的结构—如图1-1所示 1. 里三层—太阳内部 ?核反应区：0.25R内，温度1500万度，太阳一半的质 量，压力约2500亿大气压；氢聚合时放出?射线，这种射线 通过较冷区域时，消耗能量，增加波长，变成X射线或紫 外线及可见光。 ?辐射区：0.25~0.8R范围，温度13万度，密度0.079g/cm3; 太阳能量通过这个区域由辐射传输出去。 ?对流区：0.8~1.0R范围，温度5000度，密度10?8g/cm3； 太阳能量主要靠对流传播。 1.1.2 太阳的结构—如图1-1所示 2.外三层—太阳外部（太阳大气） ?光球层：厚度500km，温度5700℃，太阳的全部光能几 乎全从这个层次发出。太阳的连续光谱基本上就是光球的光 谱，太阳光谱内的吸收线基本上也是在这一层内形成的。 太阳黑子产生。 ?色球层：厚度2000km，温度由内向外升高，4300℃~几 万度；边缘产生日珥、耀斑（极光）等。 ?日冕层：内冕层高度17万km，温度100万度；外冕层高 度在17万km以上，温度低于内冕层。 太阳大气分层并不严格，实际是连续变化的。 1.3 太阳能量的传递和辐射方式 太阳辐射能 太阳组成：炙热的气体火球(氢：71.3%，氦：27%，其它： 1.8%) ； 太阳能：核聚变反应（氢聚变成氦） 6.57×1011kg/s氢?6.53?1011kg/s氦 质量亏损m=0.4×1010kg/s ? 能量转换E=mc2 =3.90?1023 kW 总辐射功率：3.865?1026J/s(相当于1.32?1016t标煤能量/s); 地球上界辐射能：1.77?1014 kW(二十二亿分之一 )； 地球表面辐射能： 8.5?1013kW (大气衰减)。 （GB：标煤燃烧值29305kJ/kg） 太阳辐射能（地球表面辐射能） 到达地球表面的太阳辐射能大体分为三部分： 一部分转变为热能（约4.0? l013 kW)，使地球的平均温度 大约保持在l4℃，造成适合各种生物生存和发展的自然环 境，同时使地球表面的水不断蒸发，造成全球每年约50 ? 1016 km3的降水量，其中大部分降水落在海洋中，少部分落 在陆地上，这就是云、雨、雪、江、河、湖形成的原因。 第二部分（约有3.7 ?1013 kW）用来推动海水及大气的对 流运动，这便是海流能、波浪能、风能的由来。 第三部分（约4 ?1012 kW ）的太阳能被植物叶子的叶绿素 所捕获，成为光合作用的能量来源 。 1.5 经度和纬度的确定 1.5.1? 地球的纬线与纬度 地轴：地球自转的轴线，通过地球的南北极和地球中心。 赤道：地球中腰与赤道垂直且与南北极距离相等的大圆 圈。 纬线：赤道的南北两边若干与赤道平行的圆圈，即纬 圈，构成纬圈的线段，称为纬线。 纬度：赤道南、北各有90?，规定赤道为纬度0?，分别向 两极排列，南、北极分别为南、北纬90?。纬圈越小，纬度 越高。纬度的高低标志气候的冷热。 0~30?，低纬度区； 30~60?，中纬度区； 60~90?，高纬度区。 1.5 经度和纬度的确定 1.5.2? 地球的经线与经度 经线：南北极间若干南北方向的且与赤道垂直的大圆 圈，即“经圈”，构成经圈的线段称为经线，即地面上连 接南北极的线，表示南北方向，所有经线长度相等。 经度：计算经度（0?）的起始线，通过伦敦格林尼治天文 台原址的经线，规定为0?