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