影響地球得到太陽(yáng)光亮的因素
由于運(yùn)行位置的因素,地球接收到的太陽(yáng)能每天都在變化。首先,地球在繞著自己的地心軸自轉(zhuǎn),產(chǎn)生了一天之中的日出、正午、日落、夜晚。為便于說(shuō)明,選擇一個(gè)固定的地點(diǎn)(比如美國(guó)的克利夫蘭)。由于地球的自轉(zhuǎn),克利夫蘭轉(zhuǎn)到了有光照的一面,在這里也就產(chǎn)生了我們所說(shuō)的日出。地球的自轉(zhuǎn)還使克利夫蘭的太陽(yáng)從東向西運(yùn)動(dòng),在日落時(shí)降到西邊的地平線以下。在日出與日落的這段時(shí)間,太陽(yáng)光射線沒(méi)有出現(xiàn)直射克利夫蘭的情況,而是有一定角度的斜射,這樣就比直射接收到的能量少。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)到太陽(yáng)正午直射克利夫蘭的時(shí)候,太陽(yáng)發(fā)送到地球上的射線能量達(dá)到一天之中的最大值。如果這個(gè)時(shí)候有光伏電池進(jìn)行光電能量轉(zhuǎn)化,那么它將在這段時(shí)間里產(chǎn)生一天之中最大的功率。相比之下,在日出或者日落時(shí)光伏電池產(chǎn)生的能量就小得多。
在一年之中,地球接收到的太陽(yáng)能也會(huì)因其他因素的影響而發(fā)生改變。地球除了自轉(zhuǎn),也在以365天為周期繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的路徑。我們可以發(fā)現(xiàn),公轉(zhuǎn)的路徑不是圓形,而是一個(gè)橢圓形。這說(shuō)明,在一年之中隨著時(shí)間的改變地球與太陽(yáng)的距離或遠(yuǎn)或近。另外一個(gè)影響地球接收太陽(yáng)能多少的因素就是地球地心軸的傾斜程度,角度近似為23°,但隨著地球的公轉(zhuǎn),這個(gè)角度會(huì)在21°一25°之間變化。由于地球繞太陽(yáng)一周需要一年的時(shí)間,像克利夫蘭這類在北半球的城市,夏季朝向太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),冬季遠(yuǎn)離太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。雖然冬季地球的旋轉(zhuǎn)角度保持不變,但因?yàn)榈厍蛟诠D(zhuǎn)軌道的最遠(yuǎn)端,北半球離太陽(yáng)遠(yuǎn),導(dǎo)致北半球日照時(shí)間短,接收到的太陽(yáng)能也較少。
12月21日被稱作冬至,它是北半球一年中日照時(shí)間最短的一天。6月21日是夏至,這一天北半球日照時(shí)間最長(zhǎng)。3月21日是春分,日間與夜間時(shí)間幾乎相同。9月21日是秋分,同春分一樣,晝夜時(shí)間幾乎相等。
由于克利夫蘭和俄亥俄州在北半球,距離赤道3000mile,夏季日照時(shí)間長(zhǎng),冬季日照時(shí)間短。赤道是一條想象存在的線,位于地球的中部。
以上信息有助于理解不同月份、不同季節(jié)地球接收到的太陽(yáng)能是不同的,對(duì)于選擇利用太陽(yáng)能的地點(diǎn),建設(shè)可以大量利用太陽(yáng)能的廠站是非常有用的。
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