งบประมาณปริมาณพลังงานของโลก

ดวงอาทิตย์ให้พลังงานหล่อเลี้ยงโลกเราอย่างสมำ่่เสมอทุกวันไม่มีวันหยุดราชการ ด้านที่ได้รับแสงพลังงานจากดวงอาทิตย์ปรากฏในรูปของกลางวัน ส่วนด้านที่ถูกบดบังแสงจากดวงอาทิตย์ด้วยเงาของโลกเองจะปรากฏในรูปของกลางคืน กลางวันอบอุ่นและร้อนส่วนกลางคืนเย็นและหนาว นั่นคือสิ่งที่เรารู้สึกได้ถึงปรากฏการณ์ในทุกๆ วันและระดับความร้อน-เย็นจะเพิ่มขึ้นและลดลงตามระยะห่างของโลกกับดวงอาทิตย์ที่แปรเปลี่ยนไปตามฤดูกาล คือ ฤดูร้อน ฤดูฝนและฤดูหนาวสำหรับภูมิภาคแถบเส้นศูนย์สูตร และ ฤดูร้อน ฤดูใบไม้ร่วง ฤดูหนาว และฤดูใบไม้ผลิสำหรับภูมิภาคแถบขั้วโลกทั้งเหนือและใต้

พลังงานจากดวงอาทิตย์ที่สาดส่องมายังโลกในแต่ละวันนั้นได้ถูกใช้ไปทางไหนบ้างประมาณเท่าไร เรื่องนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาและหาทางวัดพลังงานในส่วนต่างๆ ออกมาเป็นตัวเลขเป็นภาพรวมและแสดงไว้ดังภาพ Earth's Energy Budget ข้างต้นนั้นและเป็นสมดุลพลังงานที่เกิดขึ้นเช่นนี้ทุกวัน โดยข้อเท็จจริงตัวเลขอาจไม่เท่าเช่นนี้ทุกวัน หรือแม้ในวันเดียวกันแต่ต่างที่กันสัดส่วนก็อาจต่างกันด้วย เช่น ในประเทศไทยในเขตร้อนศูนย์สูตรย่อมต่างกับประเทศญี่ปุ่นที่อยู่ในเขตหนาว เป็นต้น

จากแผนภาพของงบประมาณปริมาณพลังงานของโลก (Earth's Energy Budget) ตั้งอยู่บนสมดุลพลังงาน คือ พลังงานที่โลกได้รับเท่ากับพลังงานที่โลกถ่ายออกสู่ห้วงอวกาศในแต่ละวัน พลังงานได้ถูกแจกแจงไว้ดังนี้

• ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้าสู่โลก 100 เปอร์เซ็นต์
• ถูกสะท้อนกลับสู่อวกาศทันทีโดยบรรยากาศ 6 เปอร์เซ็นต์
• ถูกสะท้อนกลับสู่อวกาศทันทีโดยเมฆ 20 เปอร์เซ็นต์
• ถูกสะท้อนกลับสู่อวกาศทันทีโดยผิวโลก 4 เปอร์เซ็นต์
• ถูกนำไปใช้ในการขับเคลื่อนวัฏจักรต่างๆ และระบายออกด้วยกระบวนการแผ่รังสีจากเมฆและบรรยากาศสู่อวกาศ 64 เปอร์เซ็นต์
• ส่วนที่พื้นดินได้ดูดซับไว้ถูกระบายออกด้วยกระบวนการแผ่รังสีจากผิวโลกสู่อวกาศโดยตรง 6 เปอร์เซ็นต์

ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนที่เหลือจากการถูกสะท้อนกลับสู่ห้วงอวกาศทันที่ด้วยบรรยากาศ เมฆ และผิวโลกในปริมาณ 70 เปอร์เซ็นต์นั้น จะถูกนำไปใช้ในส่วนต่างๆ ของโลกดังต่อไปนี้

• ถูกดูดซึบโดยบรรยากาศ 16 เปอร์เซ็นต์
• ถูกดูดซึบโดยเมฆ 3 เปอร์เซ็นต์ และ
  
• ถูกดูดซึบโดยพื้นดินและมหาสมุทร 51 เปอร์เซ็นต์

ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ถูกดูดซึบโดยพื้นดินและมหาสมุทร 51 เปอร์เซ็นต์ โลกได้นำไปใช้ขับเคลื่อนวัฏจักรต่างๆ ก่อนที่จะระบายออกสู่อวกาศด้วยช่องทางดังต่อไปนี้

• ถูกนำไปใช้ในการอุ่นอากาศให้ร้อนขึ้นแล้วลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศ 7 เปอร์เซ็นต์
• ถูกนำไปใช้ในการทำให้น้ำที่ผิวโลกเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำ (ด้วยปริมาณเท่ากับความร้อนแฝง) แล้วลอยขึ้นสู่บรรยากาศแล้วรวมตัวกันเป็นก้อนเมฆ 23 เปอร์เซ็นต์
• ถูกปลดปล่อยจากผิวโลกสู่ห้วงอวกาศแต่ถูกบรรยากาศดูดซับไว้ก่อน 15 เปอร์เซ็นต์
• ถูกปลดปล่อยจากผิวโลกสู่ห้วงอวกาศโดยตรง 6 เปอร์เซ็นต์

ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ถูกโลกระบายออกด้วยกระบวนการแผ่รังสีจากเมฆและบรรยากาศสู่อวกาศจำนวน 64 เปอร์เซ็นต์นั้นมีที่มาดังนี้

• ส่วนของพลังงานแรกเข้าสู่โลกแล้วถูกดูดซึบโดยบรรยากาศ 16 เปอร์เซ็นต์
• ส่วนของพลังงานแรกเข้าสู่โลกแล้วถูกดูดซึบโดยเมฆ 3 เปอร์เซ็นต์
• ส่วนของพลังงานที่ถูกนำไปใช้ในการอุ่นอากาศให้ร้อนขึ้นแล้วลอยตัวขึ้นสู่บรรยากาศ 7 เปอร์เซ็นต์
• ส่วนของพลังงานที่ถูกนำไปใช้ในการทำให้น้ำที่ผิวโลกเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำ (ด้วยปริมาณเท่ากับความร้อนแฝง) แล้วลอยขึ้นสู่บรรยากาศแล้วรวมตัวกันเป็นก้อนเมฆ 23 เปอร์เซ็นต์
• ส่วนของพลังงานที่ถูกปลดปล่อยจากผิวโลกสู่ห้วงอวกาศแต่ถูกบรรยากาศดูดซับไว้ก่อน 15 เปอร์เซ็นต์

นี่เป็นความรู้มูลฐานที่สำคัญที่ต้องทำการศึกษา อันจะนำไปสู่ความเข้าใจในวัฏจักรพลังงานในรูปแบบต่างๆ ที่เกิดขึ้นบนโลกใบนี้ในลำดับต่อไป

แหล่งข้อมูล
ภาพรวมของโลก
แหล่งความรู้และหนังสือเกี่ยวกับพลังงานที่สามารถหาได้
Amazing Energy Store

พระอาทิตย์ พระจันทร์ และโลก

วันใหม่เริ่มขึ้นแล้ว พระอาทิตย์เริ่มทอแสงแล้วสาดส่องแรงจ้าขึ้นทุกนาที จากเงามืดของต้นไม้จนกลับกลายเป็นที่สว่าง น้ำค้างบนยอดหญ้าและใบไม้เริ่มเหือดแห้งและหายไปในที่สุด ที่จริงพระอาทิตย์ไม่ได้ส่องแสงแรงจ้าขึ้นหรอก แต่เป็นเพราะโลกเราหมุนด้านมืดเข้าหาพระอาทิตย์ต่างหาก เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นให้เราเห็นจึงเป็นเช่นนั้น เป็นอย่างนี้ทุกวันจนพระอาทิตย์ลับขอบฟ้าในตอนเย็น

ยามค่ำคืนที่ไร้แสงอาทิตย์และมืดสนิท เราไม่ต้องการเคลื่อนไหวหรือทำกิจกรรมอื่นใดที่ต้องเคลื่อนที่ด้วยมองไม่เห็น อากาศเย็น รู้สึกตัวว่ามีพลังงานน้อยลงและท้ายที่สุดเกิดอาการง่วงนอนและต้องหลับไปในที่สุด ไม่ต้องกินอาหารเลยตลอดช่วงเวลาแห่งความมืดมาเยือนนั้นก็ยังได้นั่นคือการว่างเว้นจากการเติมพลังงานให้กับตัวเองเป็นเวลาถึงสิบสองชั่วโมงเป็นอย่างน้อย แล้วเมื่อแสงพระอาทิตย์สาดส่องทำให้ถิ่นที่เราอาศัยอยู่สว่างไสวเป็นเวลากลางวัน เรารู้สึกมีพลังหายง่วงเหงาหงาวนอนต้องขยับกายทำกิจกรรม เริ่มด้วยการกินอาหารและน้ำเพื่อขจัดความหิวและกระหายของร่างกาย ต่อด้วยกิจกรรมเพื่อผลในการได้มาซึ่งปัจจัยในการดำรงชีพให้ได้อย่างต่อเนื่องจนกว่าร่างกายจะแตกดับ เป็นเช่นนี้และก็เป็นเช่นนี้เหมือนกันทุกคน แม้กระทั่งสัตว์ทั้งหลายตลอดจนพืชพรรณไม้ทุกชนิด จะต่างกันเพียงในรายละเอียดเท่านั้น

พระจันทร์ที่เรามองเห็นในยามค่ำคืนเดือนสว่าง พระจันทร์ที่เราเห็นนั้นเป็นเพราะพระอาทิตย์ส่องแสงไปยังพระจันทร์แล้วสะท้อนมายังโลกเราจึงเห็นพระจันทร์นั้น พระจันทร์เสี้ยวยิ้มในยามข้างขึ้น พระจันทร์เต็มดวงในยามสิบห้าค่ำ พระจันทร์บึ้งในยามข้างแรม และพระจันทร์มืดในยามแรมสิบห้าค่ำ เราเห็นพระจันทร์ได้รับแสงจากพระอาทิตย์เท่านั้น แต่หากมีจากดวงดาวอื่นด้วยก็คงน้อยเต็มทีเหมือนที่เราเห็นดวงดาวทั่วท้องฟ้าในยามค่ำคืนเดือนมืดที่เราก็ไม่อาจนำมาใช้ประโยชน์อย่างไรได้ นอกจากใช้ในการสังเกตุแล้วประมวลเป็นความรู้ในทางดาราศาสตร์และโหราศาสตร์เป็นหลักใหญ่เท่านั้น

โลกเราก็เช่นกัน โลกเราได้รับแสงได้รับพลังงานจากพระอาทิตย์เพียงแห่งเดียวเท่านั้นเพื่อใช้ในการหล่อเลี้ยงวงจรชีวิตของมนุษย์ สัตว์ พืช และวัฏจักรต่างๆ ในธรรมชาติให้ก่อเกิดและดำรงอยู่ได้ตลอดไปในแต่ละวัน แต่ละเดือน และแต่ละปี ตามผลของการหมุนรอบตัวของโลกก่อเกิดวัฏจักรกลางวัน-กลางคืน การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ก่อเกิดวัฏจักรแห่งฤดูกาลต่างๆ เป็นต้น แม้พลังงานที่เราใช้อยู่ทุกวันนี้ เช่น น้ำมันเชื้อเพลิง ถ่านหิน หรือก๊าซชนิดต่างๆ ล้วนเป็นพลังงานที่โลกได้เก็บสะสมจากการเปลี่ยนแปลงรูปแบบสสารต่างๆ อันเนื่องจากพลังงานจากพระอาทิตย์ตั้งแต่โบราณกาลนานโพ้นทั้งสิ้น

ก่อนจากกันในบทนี้ขอแถมวิดีโอกำเนิดของสุริยจักรวาลของ NationalGeographic ให้ดูกันเพื่อได้เห็นตำแหน่งแห่งหนของโลกเราในจักรวาล

เกริ่นนำพลังงาน

Blog นี้จะนำเสนอเรื่องราวเกี่ยวกับพลังงานทั้งไกลตัวถึงจักรวาลและใกล้ตัวคือภายในร่างกายของเราเองในแง่มุมที่ผมเองตั้งขึ้น ซึ่งอาจจะซำ้เพราะคัดลอกเขามา หรือแปลกแปล่งเพราะคิดเองก็ชั่งเธอเถอะ ขอเป็นประโยชน์แม้น้อยนิดเป็นพอแล้ว ท่านใดบังเอิญหลงเข้ามาเจออ่านเห็นว่าเป็นประโยชน์และนำไปเผยแผ่ต่อท่านอื่นๆ ประโยชน์นั้นขอเป็นของท่านเถิด
ด้วยความรอบรู้ด้านพลังงานที่น้อยนิด จะอาศัยฐานความรู้เดิมด้านวิศวกรรมศาสตร์ที่ทิ้งร้างเอาไว้นานแสนนานคงจะไม่ได้มากนัก เท่าที่เห็นคงมีเพียงความพยายามที่จะค้นคว้าหาความรู้จากแหล่งต่างๆที่ยอมเผยแพร่แล้วสอดแทรกความคิดเห็นส่วนตนลงไปบ้างคงได้เพียงเท่านั้นเอง ส่วนผิดหรือไม่เป็นประโยชน์ก็ขอให้ทิ้งไว้บน Blog นี้ ส่วนไหนดีขอให้นำไปต่อยอดเพื่อเป็นประโยชน์ตามที่ท่านเห็นควร
ก่อนจบบทสั้นๆ นี้ขอนำเสนอเรื่องราวของพลังงานที่ไกลตัวแต่มีผลอย่างยิ่งต่อความเป็นอยู่หรือการดำรงอยู่ได้ของจักรวาลและระบบสุริยะที่เราอยู่นี้ รายละเอียดท่านสามารถตามไปดูได้ที่นี่