物。这样就构成了一个循环体系,也可将它看作是一个有代表性的生态系统。 在这里,推动循环的动力是太阳能。 2.1.2太阳能在地球上的流动 人类利用能量的形式经历了由低级到高级的历史过程:风力、水力→木 材→煤→石油→天然气→原子裂变能→原子聚变能。其中风力和水力是太阳 能的变形;木材、煤、石油、天然气可看作是太阳能的历史“遗产”;至于 裂变物质和聚变物质,前者是在地球诞生日起与地球共存的矿物质,后者则 是人工生产物质(如3H)。当前,可以说太阳能是地球上大多数形式能量的 源泉。 太阳到地球的距离为1.5×105km,从地球看太阳犹如盘子般大,而从太 阳看地球,则像运动场上百米跑道一端看另一端地面上一枚分币那么大。相 距如此之遥,能达到地球的太阳能仅是太阳总能量的25亿分之一,但这仍相 当于太阳每年向地球提供90×1012吨优质煤。 按热力学第二定律,若无外界能量输入,则作为封闭体系的地球上的 切事物将随时间的推延而增大其无序性,地球上的一切将变得毫无生气。幸 亏由于太阳辐射不断向地球注入能量,才不致于发生这种情况 如图2-2所示,到达近地面的太阳能总量的约19%被大气层中臭氧、水 汽、二氧化碳所吸收;约34%被地面反射折回空间而被云层吸收;仅有约47 %辐射能到达地球表面后为地表吸收,而其中约半数又消耗在使地球表面水 蒸发;能用于发生光合作用的太阳辐射能约仅占总能量的0.1% 入射太阳光100% 云、尘 地面辐身6% 地球表面 风动 0.2% 作 地 水 海流 图2-2太阳能的流动力 用于蒸发水分的太阳能又以动能和势能的形态重现。地面水经蒸发化为 雨雪、再流入河海是太阳能转化为动能的表现;冰川的形成则是太阳能转为 势能的表现。 由于纬度不同的地面受太阳光直射或斜射的情况不同,致使各地区吸收 辐射的程度有所差异。这种地区间的不平衡又可通过风流和水流来抵消,以 使太阳能的吸收在全球范围内达到平衡,从而使地球平均温度大致保持恒 定 2.1.3物质的地球化学循环 地球上物质的大多数循环过程是在生物和人类出现之前就发生了的。例 如河流将悬浮物和溶解物从陆地搬运λ海;地球板块运动引起海洋沉积物拔物。这样就构成了一个循环体系，也可将它看作是一个有代表性的生态系统。 在这里，推动循环的动力是太阳能。 2.1.2 太阳能在地球上的流动 人类利用能量的形式经历了由低级到高级的历史过程：风力、水力→木 材→煤→石油→天然气→原子裂变能→原子聚变能。其中风力和水力是太阳 能的变形；木材、煤、石油、天然气可看作是太阳能的历史“遗产”；至于 裂变物质和聚变物质，前者是在地球诞生日起与地球共存的矿物质，后者则 是人工生产物质（如 3 H）。当前，可以说太阳能是地球上大多数形式能量的 源泉。 太阳到地球的距离为 1.5×108 km，从地球看太阳犹如盘子般大，而从太 阳看地球，则像运动场上百米跑道一端看另一端地面上一枚分币那么大。相 距如此之遥，能达到地球的太阳能仅是太阳总能量的 25 亿分之一，但这仍相 当于太阳每年向地球提供 90×1012吨优质煤。 按热力学第二定律，若无外界能量输入，则作为封闭体系的地球上的一 切事物将随时间的推延而增大其无序性，地球上的一切将变得毫无生气。幸 亏由于太阳辐射不断向地球注入能量，才不致于发生这种情况。 如图 2-2 所示，到达近地面的太阳能总量的约 19％被大气层中臭氧、水 汽、二氧化碳所吸收；约 34％被地面反射折回空间而被云层吸收；仅有约 47 ％辐射能到达地球表面后为地表吸收，而其中约半数又消耗在使地球表面水 蒸发；能用于发生光合作用的太阳辐射能约仅占总能量的 0.1％。 用于蒸发水分的太阳能又以动能和势能的形态重现。地面水经蒸发化为 雨雪、再流入河海是太阳能转化为动能的表现；冰川的形成则是太阳能转为 势能的表现。 由于纬度不同的地面受太阳光直射或斜射的情况不同，致使各地区吸收 辐射的程度有所差异。这种地区间的不平衡又可通过风流和水流来抵消，以 使太阳能的吸收在全球范围内达到平衡，从而使地球平均温度大致保持恒 定。 2.1.3 物质的地球化学循环 地球上物质的大多数循环过程是在生物和人类出现之前就发生了的。例 如河流将悬浮物和溶解物从陆地搬运入海；地球板块运动引起海洋沉积物拔