能源与我们的生存息息相关,人类对于能源的使用更多的倾向于工业化,现在我们社会正处于过渡时期,慢慢转向绿色清洁能源。相比于人类,大自然对于能源的使用会很有趣,展现出强大的能量同时并伴随着灾难,例如:
飓风、火山、地震。所以就大能源而言,我们的工业文明甚至不值一提。那么这些自然现象究竟蕴含多少能量呢?
飓风
我们对于飓风的认识是其会围绕一个中心旋转,而这个中心的周围就是雷阵雨了。这些大型热带气旋会释放出大量能量,不论你以任何的方式测量。如果仅从风中产生的能量开始,对于典型的成熟飓风,大西洋海洋和气象实验室给出的能量范围为1.5 x 10 ^ 12瓦或1.3 x 10 ^ 17焦耳/天,你知道这相当于什么概念吗?这大约相当于地球上总发电量的一半!一场飓风!
但这还不是全部,飓风还通过形成云层和降雨释放能量(蒸发所有水都需要能量)。如果我们计算取一个飓风的平均值(1.5厘米/天的雨量,665公里的半径),那么产生的能量为:6.0 x 10 ^ 14瓦或5.2 x 10 ^ 19焦耳/天!这相当于地球上总发电量的200倍!NASA说道:“飓风在生命周期中可能消耗多达10,000枚核弹!”,这还只是一般飓风,不包括特大飓风。
火山爆发
火山爆发也会释放出令人难以置信的能量,尽管通常达不到飓风的规模。但是,对于1980年著名的圣海伦斯火山的喷发,大可不一样,它总共释放了24兆吨的热能,1/3来自其热浪,这相当于在广岛投下1600个原子弹。
但是圣海伦斯火山甚至还没有达到火山爆炸指数的最高水平,属于第5级,最高为第8级,称为“超大型”爆发。这些8级超级火山极少会爆发(否则我们不会在这里),但是当它们爆发时,会喷出超过1000立方公里的岩石和灰烬,整个地球的气候将长期受到影响,并可能发生灭绝。即使美俄两国的核武库同时爆炸,也无法同其持续的火山喷发产生的能量相比较。
地震
由于地球表面不断受到构造力的影响,在某些地方,压力积累到足以使地壳略微弯曲,但是由于岩石非常坚硬,这种应力最终使它重新回到新的位置,从而释放出大量的能量,这些突然的运动称为地震波。在地球上,估计每30秒就会发生一次地震。但是其中绝大多数都太弱了,没有非常敏感的设备无法察觉。里氏6级及以上的大地震每年发生100次以上,尽管并不总是在人口稠密的地区。
4.0级地震仅相当于6吨TNT炸药,但由于里氏震级是10的对数级,释放的能量迅速增加:5.0级地震约为200吨TNT,6.0级是 TNT为6,270吨,7.0为199,000吨,8.0为627万吨,9.0为99,000,000吨。可以想象,9900万吨的TNT足以摧毁几乎任何东西,这相当于大约25,000枚核弹爆炸。
综上我们可以看得出来,大自然所蕴含的能量是多么的让人惊讶,以及人类在其面前是多么的渺小。