第2部分(第3/4 頁)

壤圈看成一個系統，則該系統在地球形成後的幾十億年間能量收支總表如下：

能量收入 能量支出 能量盈虧

太陽能

核能

月球引力能

地熱能 熱輻射 1、形成燃料化石能：煤炭、石油、天然氣、可燃冰等

2、形成目前地球上的生物質能

3、地球表面升溫或者降溫

4、形成目前的風能、水能

5、人類活動形成的固化能量，如提純後的金屬、更高的建築物等。

如果將大氣、水、岩石土壤圈看成一個系統，那麼這個系統內氣溫的變化取決於這個系統的熱量收支情況。下表為系統的熱量收支情況。

系統熱量增加 系統熱量減少 系統熱量盈虧

外來熱量 太陽能 向系統外散熱 地球向外太空熱輻射 熱量增加 大氣溫度升高

月球引力潮汐能 反射太陽光 水溫升高，蒸發加大

地熱能

冰川融化

地表溫度升高

內部產生熱量 人類利用化石燃料、核能釋放出來的熱量 內部熱量減少 人類活動固化的能量，如提純的金屬，樹立的高樓等

生物質腐爛或者燃燒產生熱量 生物質能增加

風能、水能轉化成熱量 熱量轉化成風能、水能

以上熱量來源中，太陽能佔據絕對主導地位。太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為×1026W）的22億分之一，但已高達173；000TW（1TW=106MW），也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當於500萬噸煤。是人類目前使用能源的15000倍。

地球與宇宙之間主要是透過輻射過程交換能量並且保持輻射平衡。對於地球大氣，其能量的存在和交換形式就不僅是輻射能了。這裡還有水分的相變（降水、蒸發）伴隨的熱能量交換，冷暖空氣流動傳遞的能量以及空氣與下墊面之間的熱量交換。考慮到多年來大氣的溫度基本穩定，所以大氣、地面、地氣系統的各種能量應當保持在一定水平上的平衡狀態，這就是地球的熱量平衡。

地球上的熱量平衡問題是目前人類關注的重要問題之一，地球上的熱量變化不僅影響到氣溫的變化同時還影響到生態環境以及人類的生存和發展。地球上的熱量平衡來源於太陽的輻射能。太陽的短波輻射能量與地面，大氣的長波輻射能，其全部的輸入量和全部的輸出量之差，稱作淨輻射。從整個地球來看，每年的淨輻射值為零，即熱量處於平衡的狀態，如果輻射能量的輸入大於輸出量，地球熱量增加，氣溫增高，積累起來後果將是嚴重的。它會改變地球上各個圈層，特別是具有生命圈層的現狀。反之，如果輻射能量輸出大於輸入量，地球熱量減少，氣溫降低，也會嚴重影響地球各個圈層的變化，是許多生物將不復存在。因此，關注地球上的熱量平衡是十分必要的。

無論從太陽的短波輻射狀況，從地面的熱量狀況以及大氣的熱量狀況來看，還是把地面和大氣做為一個整體來看全球的熱量均達到收支平衡。有些地方的熱量輸入和輸出有時不平衡。根據觀測證明大致以緯度35度為界。緯度低於35度的地區熱量收入大於支出，熱量盈餘，氣溫高；緯度高於35度的地區熱量收入小於支出，熱量虧損，氣溫低。但是，實際情況，由於大氣運動和洋流的調節，使高低緯度地區多年的平均氣溫也大致保持恆定。

地球表面的能量迴圈

從古至今，人類生存所必需的能量幾乎全部都間接或直接地取自於太陽。太陽能為人類生存提供了各種植物的化學能。太陽能使地表水蒸發而形成雨和雪，它們的一部分匯合在一起形成河流，利用河流，農業可灌溉良田，工業可水利發電。太陽能加熱空氣，熱氣流上升形成風，風能過去用於行船，當今用於發電。就連當今最重要的能源—煤炭、石油、天然氣等化石燃料，都是各種古代生物把太陽能轉化為化學能固定下來後，又經過漫長的年代沉積在地下演變而成的。

地球表面的能量迴圈本質上是各種能量形式的轉化過程。太陽能將地表水蒸發形成水蒸汽，一部分水蒸汽形成雲，從而將太陽能轉化為水的勢能。一些雲漂流到較高的陸地後下雨下雪，形成河流，形成水的勢能。河流由高而低，產生速度，將勢能轉化成動能，水分子不斷碰撞，產生熱量，將動能轉化成熱能。而熱能又可以使水蒸發形成雲，形成新的迴圈。大部分的熱能透過熱輻射散發到外太空