มาติดตามกันต่อไปใน "เส้นทางสู่พลังงานสีเขียว" เราได้เดินทางผ่านเรื่องราวในตอน พลังงานเกิดขึ้นได้อย่างไรและพลังงานมาจากไหน ซึ่งก็ได้ให้ความกระจ่างกันไปพอสมควรแล้ว ทีนี้มาถึงตอนสำคัญ... โลกได้รับพลังงานที่มีอย่างมากมายจากดวงอาทิตย์ได้อย่างไร ด้วยวิธีการใด และเกิดอะไรขึ้นบ้างหลังจากนั้น... น่าสนใจทีเดียว

พลังงานเดินทางอย่างไร

พลังงานที่เกิดขึ้นภายในใจกลางดวงอาทิตย์นั้นมีจำนวนมหาศาล เกิดการแผ่รังสีและถ่ายเทความร้อนออกสู่พื้นผิวดวงอาทิตย์ จากนั้นกลายเป็นพลังงานความร้อน แสงสว่าง และรังสีชนิดต่างๆ¹ แพร่กระจายในทุกทิศทาง ผ่านอวกาศตกกระทบดาวเคราะห์ต่างๆ รวมถึงโลกของเรา พลังงานเหล่านี้เรียกว่า รังสีดวงอาทิตย์ (Solar radiation)

พลังงานจากดวงอาทิตย์ถูกปล่อยออกมาในเป็นอนุภาคเล็กๆ เรียกว่า โฟตอน (photon) การเดินทางจะเป็นลักษณะคลื่นที่มีโฟตอนรวมอยู่ด้วย โดยมีความยาวคลื่นระหว่าง 160-1,500 นาโนเมตร² คลื่นที่มีความยาวคลื่นสั้นมากๆ จะพาโฟตอนไปได้ปริมาณมาก ส่วนคลื่นที่มีความยาวคลื่นยาวจะนำพาโฟตอนไปได้ปริมาณต่ำกว่า โดยทั่วไป รังสีดวงอาทิตย์ที่มนุษย์สามารถมองเห็นได้มีความยาวคลื่นระหว่าง 400-780 นาโนเมตร

รังสีดวงอาทิตย์ที่เดินทางมายังโลกต้องผ่านชั้นบรรยากาศโลกและตกบนพื้นผิวโลกที่มีหลายลักษณะในเวลาที่แตกต่างกันไปแต่ละปี อาจกล่าวได้ว่า ชั้นบรรยากาศโลกเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้พื้นที่ต่างๆ บนโลกได้รับรังสีดวงอาทิตย์ไม่เท่ากัน ส่วนปัจจัยอื่นที่มีผล เช่น ฤดูกาล, องศาจากเส้นศูนย์สูตรและระยะจากพื้นผิวโลกกับชั้นบรรยากาศ ฯลฯ นอกจากนี้ ยังมีรังสีดวงอาทิตย์บางส่วนสะท้อนกลับสู่ชั้นบรรยากาศ จากการปะทะกับกลุ่มเมฆ ไอน้ำ อนุภาคฝุ่นและโมเลกุลก๊าซ แต่สุดท้าย รังสีดวงอาทิตย์ก็ตกบนพื้นผิวโลกโดยตรงและมีผลกระทบต่อโลกในทันที คือ พลังงานความร้อน, แสงสว่าง รวมถึงคลื่นวิทยุ สำหรับรังสีดวงอาทิตย์ที่ถูกทำให้หักเหก่อนที่จะตกกระทบพื้นผิวโลก จะมีผลกระทบต่อโลกในเวลาต่อมา ได้แก่ รังสีคอสมิก (Cosmic ray)

"ทำไมท้องฟ้าเป็นสีฟ้า..." อธิบายอย่างนี้แล้วกันว่า แสงจากดวงอาทิตย์ (แสงสีม่วงและสีน้ำเงิน) เกิดการสะท้อนกลับสู่บรรยากาศเมื่อปะทะกับโมเลกุลก๊าซและอนุภาคฝุ่น ยิ่งมีก๊าซและฝุ่นใกล้พื้นผิวโลกมาก จะทำให้ท้องฟ้าเป็นสีฟ้าอ่อนมากขึ้น ขอขยายความต่อ ดังนี้ คลื่นที่ความยาวต่างๆ ที่ตามนุษย์มองเห็นและแยกออกได้ 7 สี ตั้งแต่ แดงที่มีความยาวคลื่นยาวที่สุด จากนั้นเป็นแสด เหลือง เขียว น้ำเงิน ครามและม่วงที่มีความยาวคลื่นสั้นที่สุด (รุ้งกินน้ำ เป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้เราได้เห็นแสงครบถ้วนทั้งเจ็ดสี) แล้วยังมีคลื่นที่ตามนุษย์ไม่สามารถเห็นได้ คือ รังสีอัลตราไวโอเล็ต ซึ่งมีความยาวคลื่นสั้น และรังสีอินฟราเรด ที่มีความยาวคลื่นยาว

เกิดอะไรขึ้นเมื่อพลังงานจากดวงอาทิตย์มาถึงโลก

เป็นเวลานานกว่าหลายล้านปีแล้ว พลังงานและแสงสว่างที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์ทำให้สิ่งมีชีวิตดำรงชีวิตอยู่ได้ และเกิดเป็นวัฎจักรต่างๆ นับตั้งแต่ พืชสีเขียว ใช้กระบวนการสังเคราะห์แสงในการสร้างอาหาร ซึ่งอาศัยแสงจากดวงอาทิตย์, กระบวนการทางเคมีและกายภาพสามารถทำการเปลี่ยนพืชและสัตว์ที่ตายแล้วเป็นถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และน้ำมันเชื้อเพลิง, วัฎจักรน้ำ เกิดจากน้ำที่ดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ ระเหยกลายเป็นไอและตกมาเป็นฝนหรือหิมะ นอกจากนี้ การเคลื่อนตัวของอากาศประกอบกับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ยังสามารถทำให้เกิดลม

โลกมีสภาพอากาศหลายรูปแบบ ทั้งนี้ เป็นเหตุจากปัจจัยมากมาย ที่สำคัญคือ ความสัมพันธ์ระหว่างชั้นบรรยากาศโลกและพลังงานจากดวงอาทิตย์ รวมถึงอุณหภูมิบนโลกก็ขึ้นอยู่กับพลังงานจากดวงอาทิตย์เช่นเดียวกัน ซึ่งพลังงานนี้ไม่ได้กระจายไปทั่วทุกพื้นที่ แต่จะแตกต่างกันไปตามละติจูด ดังนั้น พื้นที่ต่างๆ บนโลกมีอุณหภูมิไม่เท่ากัน

พลังงานที่เราใช้อยู่บนโลกนี้ ส่วนใหญ่มาจากดวงอาทิตย์ทั้งสิ้น มีการนำพลังงานจากดวงอาทิตย์ไปใช้อย่างแพร่หลาย รวมถึงมีการคิดค้นเทคโนโลยีเพื่อนำมาซึ่งประโยชน์จากพลังงานเหล่านั้น พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar energy) และพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ (Solar thermal) ถือเป็นพลังงานจากดวงอาทิตย์โดยตรง ส่วนพลังงานลม (Wind power), พลังงานน้ำ (Hydropower), พลังงานชีวมวล (Biomass energy), พลังงานคลื่นในทะเล (Wave energy), พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง (Tidal energy), ถ่านหิน, น้ำมันและก๊าซธรรมชาติ จัดเป็นพลังงานที่มาจากดวงอาทิตย์ทางอ้อม

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานต่างๆ 1 ถ่านหิน, 2 พลังงานนิวเคลียร์, 3 พลังงานชีวมวล,4 พลังงานแสงอาทิตย์, 5 พลังงานลม, 6 พลังงานความร้อนใต้พิภพ, 7 พลังงานน้ำในเขื่อน, 8 พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และ 9 พลังงานคลื่น