中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:“達(dá)維”“蘇拉”前腳剛走,“???rdquo;又氣勢(shì)洶洶地襲來。短短不到10天的時(shí)間里,西北太平洋上就有3個(gè)臺(tái)風(fēng)緊鑼密鼓地接踵而至。海嘯、閃電、火山噴發(fā)、地震以及颶風(fēng)等自然災(zāi)害,彰顯出大自然驚人而可怕的力量。但,你知道它們的威力到底有多大?科技能否將這些大自然的力量化破壞為神奇呢?
目前,科學(xué)家正想辦法測(cè)量火山、野火、颶風(fēng)、閃電以及海嘯的能量。與這些自然災(zāi)害相比,人類利用的地?zé)崮堋L(fēng)能和太陽能只是大自然能量中極少的一部分。
閃電
閃電是我們最熟悉的大自然“力量秀”。據(jù)估計(jì),地球每秒鐘被閃電擊中的次數(shù)達(dá)到45次。美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局的閃電專家堂·麥克格曼表示,閃電是一種大氣放電現(xiàn)象,所釋放的能量在100兆焦到3萬兆焦之間,通常在1000兆焦到5000兆焦之間。
在科幻影片《回到未來》中,埃米特-布朗博士利用閃電驅(qū)動(dòng)他發(fā)明的時(shí)間旅行汽車,將主人公送到過去。在現(xiàn)實(shí)世界,閃電雖無法幫助我們實(shí)現(xiàn)時(shí)間旅行的夢(mèng)想,但一次閃電所產(chǎn)生的能量足以讓一輛普通乘用車行駛大約290公里到1450公里,相當(dāng)于30升到144升汽油產(chǎn)生的能量。
火山噴發(fā)
美國(guó)宇航局位于加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的火山學(xué)家阿什利.戴維斯表示,2010年3月,埃亞菲亞德拉冰蓋火山最初兩次噴發(fā)產(chǎn)生的熱輻射迅速飆升到10億瓦特,而后又提升到60億瓦特這一峰值。10億瓦特相當(dāng)于一座大型發(fā)電站的裝機(jī)容量,例如美國(guó)的哈德遜河發(fā)電站。這座發(fā)電站利用煤炭、天然氣和石油發(fā)電,可滿足75萬戶家庭的用電需求。60億瓦特超過除大古力水電站以外任何一座美國(guó)發(fā)電站的裝機(jī)容量。
實(shí)際上,60億瓦特只占埃亞菲亞德拉冰蓋火山2010年釋放的總熱量很小的一部分,并不涵蓋伴隨火山噴發(fā)出現(xiàn)的地震和爆炸釋放的機(jī)械能或者所噴出的熔巖的熱量。
目前,地?zé)岢蔀橐环N越發(fā)受人關(guān)注的能源。在冰島,幾乎所有建筑和熱水設(shè)施都利用地?zé)崮?,地?zé)崮艿陌l(fā)電量在冰島總發(fā)電量中的比重達(dá)到大約三分之一。
海嘯
2011年3月11日,在距離日本仙臺(tái)這座城市東部大約129公里處發(fā)生的大地震引發(fā)了巨型海嘯,巨大的水墻推進(jìn)到日本巖手縣東北地區(qū)的宮古,徹底摧毀了這個(gè)島國(guó)東部沿海的很多城市。二戰(zhàn)結(jié)束時(shí)在日本上空爆炸的原子彈的破壞性根本無法與之相比,尤其是海嘯引發(fā)的大洪水摧毀了日本福島第一核電站的備用制冷系統(tǒng),引發(fā)級(jí)別僅次于1986年烏克蘭發(fā)生的切爾諾貝利核事故的核危機(jī)。
據(jù)美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的地質(zhì)流體動(dòng)力學(xué)家蘇珊·基弗兒說,這場(chǎng)海嘯釋放的能量事實(shí)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了1945年轟炸廣島和長(zhǎng)崎的原子彈的破壞力。這次海嘯蘊(yùn)含的能量可能也超過了一兆噸黃色炸藥發(fā)生爆炸釋放的能量,大約相當(dāng)于兩顆轟炸日本的原子彈的總能量的28倍。
不過基弗兒稱,也許它的破壞性更加強(qiáng)大,可能是10兆噸或者相當(dāng)于兩顆原子彈釋放能量的280倍。這種差異主要取決于海嘯持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短,據(jù)她估計(jì),海嘯持續(xù)的時(shí)間在100秒到1000秒之間。
在最上限時(shí),海嘯蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于690萬桶原油,或者相當(dāng)于日本每天消耗的總石油的50%。這種評(píng)估結(jié)果還考慮了波浪的速度,據(jù)基弗兒估計(jì),海浪的速度大約是每秒220米,30分鐘抵達(dá)海岸線。她估計(jì)開闊海域的浪高是7米,并估計(jì)波浪的長(zhǎng)度大約是1300公里,或者相當(dāng)于本州島海岸線長(zhǎng)度的一半。
巨浪
美國(guó)電力研究所的一項(xiàng)分析發(fā)現(xiàn),不斷沖擊阿拉斯加州太平洋海岸大陸架的波浪每年蘊(yùn)含1360太瓦時(shí)能量。這相當(dāng)于日本每年的電流總產(chǎn)量的40%,大約相當(dāng)于美國(guó)電流需求量的三分之一。
阿拉斯加州的太平洋海岸線擁有的可利用波能比美國(guó)所有其他海岸線的總和更多。這是因?yàn)樗敲绹?guó)最大的海岸線。這片海域被海洋學(xué)家稱之為“浪區(qū)”,海風(fēng)在開闊水域形成的波浪不斷拍擊這里的海岸。
當(dāng)然,要想捕獲所有能量并非易事。獨(dú)立的非營(yíng)利組織美國(guó)電力研究所根據(jù)當(dāng)前的設(shè)計(jì)學(xué)狀況,分析了從技術(shù)上來說能夠捕獲多少能量。他們通過漂浮或者浮標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行的這項(xiàng)研究工作,利用大洋涌浪的升、降驅(qū)動(dòng)液壓泵。如果波浪太過劇烈,或者是太微弱,這些裝置就將無法工作,而且它們需要被布置在最合理的位置。