太阳和我们的关系

2024年3月25日发(作者：幼儿教案)

太阳和我们的关系

太阳是万物之源。地球上的昼夜交替、四季变化、大气和洋

流的循环都是靠的太阳，太阳是地球上几乎所有能量的来源（除

了核能和地热），从古代的木柴到现代的水能风能太阳能，连煤

和石油也是亿万年前的植物变成的，而所有的植物离不开太阳，

我们人类也不例外。正因为如此，太阳在几乎所有古代神话中都

占有重要位臵。

自从人类发明了无线电，开始进入太空，太阳对我们的影响

就更大了。较大的太阳爆发会中断无线电通讯，毁坏卫星，破坏

长距离输电线路，对高空飞行的乘客和机组人员造成伤害等等。

而正因为太阳离我们近，所以天文学家可以仔细研究它，从

中得到恒星的普遍规律，所以太阳在天文学上也是极其重要的。

“万物生长靠太阳”，确实太阳对我们这些以太阳系的一颗

行星－地球为家的人类来说是太重要了，太熟悉了，太亲切了。

它是太阳系的中心，在太阳系里它是“王者”，几乎主宰了太阳

系里的一切。然而在整个宇宙中它是那样的不起眼，整个宇宙中

像银河系这样的星系，大约有1000亿个，而银河系中的恒星大

约有1200亿颗或更多，太阳不过是其中十分普通的一员。同在

银河系的牵牛星与织女星都比太阳大很多。

人类自有文明以来，不断地探索认识客观世界，太阳也不例

外，开始是把它作为神来崇拜，（我们中华民族的先民把自己的

祖先炎帝尊为太阳神）。以后认为天圆地方，再后认识到地球是

一个圆球，但长时期中认为是宇宙的中心（从公元前到托勒密都

主张地心说），直到16世纪哥白尼才创立了日心说，包括布鲁诺、

伽里略都因此而受到教廷的残酷迫害。当然以后证明太阳也不是

宇宙的中心。但哥白尼等的贡献是伟大的，根本动摇了欧洲中世

纪宗教神学的理论基础，恩格斯曾说：“从此自然科学便开始从

神学中解放出来”。

我们的太阳系，除太阳而外，有九颗行星（这些行星周围有

几十颗卫星）、有无数的小行星还有相当数量的彗星，太阳占了

太阳系总质量的98%以上（太阳的主要常数见附表）。太阳与地

球的距离约1.5亿千米，它的半径约696，000，千米，是地球

的100多倍，表面温度约6000K，中心温度大于15,000,000K。

太阳的构造，大体上是（从里到外）核心、辐射层、对流层、光

球、色球和日冕，我们通常看到的是它的光球。

事物总是发展的变化的，有始也有终。据研究，太阳形成于

50亿年前 ，它的寿命还有50亿年（是指主序星阶段的结束）

现在处于相对成熟稳定的阶段，有利于地球上生命的存在和发

展。宇宙中不同质量的恒星其演变历程也有所不同，像地球这样

中等个头的恒星，现在属于黄矮星，几十亿年后将成为一颗红巨

星，最终成为白矮星乃至“熄灭”，地球是太阳系的一员，应该

是与太阳同呼吸共命运的。

太阳是一个巨大的核聚变反应堆，主要是氢聚变为氦，发出

巨大的能量。以它的光芒照射着我们的太阳，是地球能量的主要

来源，我们所感受到的太阳的存在，是它的辐射。太阳的辐射，

主要是可见光，也有红外线和紫外线，可见光占太阳辐射总量的

50％，红外线占43％。紫外区只占能量的7％。据粗略估计，太

阳每分钟向地球输送的热能大约是250亿亿卡，相当于燃烧4亿

吨烟煤所产生的能量。平均日地距离时，在地球大气层上界垂直

于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能有1353w／m2，

这是相当可观的，到达地球表面的辐射能则因大气和尘埃的反

射、折射有一定的衰减，并随纬度的不同而有差异。煤炭和石油

则是通过生物的化石形式保存下来的亿万年以前的太阳能，风

能、水力归根结底也是太阳能的转化形式。

生命起源需要能量，生命要维持和延续也需要能量。一定的

温度条件也是生物生存和延续所必需的，最低限度是水必须保持

液态。太阳给我们带来温暖和光明，提供了必需的能量。如今对

太阳能最主要的利用是通过植物的光合作用来实现的，营光合作

用的生物是食物链的基础。有资料表明地球上的植物每年固定了

3×1021焦耳的太阳能，相当于人类全部能耗的10倍，合成近

2000亿吨有机物。对我们人类来说，通过光合作用不断产生的

有机物是太阳的最基本的恩赐。太阳辐射还能帮助我们推动地球

上物质的循环和流动。日光（紫外线）能杀灭许多有害的微生物，

照射皮肤可以将我们摄入的一些营养成分转化为我们所必需的

维生素D，帮助钙的吸收利用。

当今通过科学技术装备，人们扩大了对太阳能的直接或间接

的利用。最简单的是太阳能热水器，再就是太阳能发电，用太阳

能驱动车辆。日光被聚焦或能达到很高的温度，现在世界上最大

的抛物面型反射聚光器有9层楼高，总面积2500平方米，焦点

温度高达4000℃，许多金属都可以被熔化。在地球上的化石能

源逐渐趋于枯竭，并污染严重的情况下，科学家对安臵在地面或

太空中的太阳能电站寄予很大的期望。由于在高空的静止轨道上

每天可以有90％以上的时间受到阳光照射，并没有大气层的阻

挡衰减，据计算每天能接收太阳能32 kW〃h/m2，在上世纪70

年代，美国NASA（美国国家航空和宇宙航行局）和能源部曾提

出了一个空间太阳电站方案，在静止轨道上部署60个发电能力

各为500万千瓦的太阳能电站，可以基本上满足本国对电能的需

要。日本有一个计划，在若干年后将一枚发电能力为一百万千瓦

特的卫星，送上距离地球表面约三万六千公里的轨道。甚至还有

科学家设想在月球上建立太阳能电站。我国的西藏、青海等地区，

日照比较强，近年来地面的太阳能发电装臵发展较快。西藏平均

海拔4000米，是世界上离太阳最近的地方，空气稀薄、透明度

好、纬度低，年日照时数在3000小时左右，太阳能年辐射总量

为每平方厘米185千卡以上，据测算去年西藏通过太阳能的开发

利用年节能相当12.7万吨标准煤、价值人民币1亿元左右。

然而太阳对我们也不是有百利而无一弊的，相对稳定不等于

不变 ，地球上许多地质和气象灾害都与太阳活动有关。大范围

来说地球的发展史上有过多次冰河期，每次冰河期地球气候变

冷，甚至导致生物物种的大量灭绝，一万年前，最后一次冰河期

结束，地球的气候才相对稳定在当前人类习以为常的状态。小范

围来说，约11.2年的太阳黑子周期，对地球的气候等方面有相

当的影响。太阳风也是一种太阳辐射，它是带电粒子流；在太阳

黑子、耀斑增多和日冕物质喷发时，会使太阳风大大增强，成为

太阳风暴，引起大气电离层和地磁的变化，会严重干扰地球上无

线电通讯及航天设备的正常工作，使卫星上的精密电子仪器遭受

损害，地面电力控制网络发生混乱，甚至可能对航天飞机和空间

站中宇航员的生命构成威胁。2000年起，伴随着太阳黑子的增

多，太阳活动又一次进入活跃期，2001年9月下旬太阳发生了

一次强烈的X射线爆发和质子爆发，达到正常流量的1万倍，对

跨越极地地区的短波通信、广播等会造成一定影响。2000年全

球地震加剧与太阳风暴影响地球磁场有关。有的科学家把太阳风

暴比喻为太阳打“喷嚏”，太阳一打“喷嚏”，地球往往会发“高

烧”。

确实，我们人类没有能力改变宇宙演化规律，没有能力改变

太阳这个庞然大物的生老病死和喜怒哀乐。有的科学家设想的地

球人口过多或在遥远的将来地球环境变得不适合人类居住的时

候，可以向其他星球移民。即使可能实现，也只是不得已的措施。

在今天我们必须面对现实，必须进一步深入地研究太阳，更多地

了解它的实际和运动规律，趋利避害，更好地利用它，例如在太

阳能的利用方面应该还有许多可能，包括用生物技术改造藻类、

植物的光合作用能力（现在的农作物对光能的利用率一般只有百

分之几）。与此同时采取措施规避它的危害，加强对太阳活动的

观测，提高气象、地质灾害的预报水平；特别要减少温室气体的

排放，保护和恢复臭氧层。