中國儲能網(wǎng)訊:“達維”“蘇拉”前腳剛走,“???rdquo;又氣勢洶洶地襲來。短短不到10天的時間里,西北太平洋上就有3個臺風緊鑼密鼓地接踵而至。海嘯、閃電、火山噴發(fā)、地震以及颶風等自然災害,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,科學家正想辦法測量火山、野火、颶風、閃電以及海嘯的能量。與這些自然災害相比,人類利用的地熱能、風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,地球每秒鐘被閃電擊中的次數(shù)達到45次。美國國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)動他發(fā)明的時間旅行汽車,將主人公送到過去。在現(xiàn)實世界,閃電雖無法幫助我們實現(xiàn)時間旅行的夢想,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,相當于30升到144升汽油產(chǎn)生的能量。
火山噴發(fā)
美國宇航局位于加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室的火山學家阿什利.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。10億瓦特相當于一座大型發(fā)電站的裝機容量,例如美國的哈德遜河發(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發(fā)電站的裝機容量。
實際上,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械能或者所噴出的熔巖的熱量。
目前,地熱成為一種越發(fā)受人關(guān)注的能源。在冰島,幾乎所有建筑和熱水設施都利用地熱能,地熱能的發(fā)電量在冰島總發(fā)電量中的比重達到大約三分之一。
海嘯
2011年3月11日,在距離日本仙臺這座城市東部大約129公里處發(fā)生的大地震引發(fā)了巨型海嘯,巨大的水墻推進到日本巖手縣東北地區(qū)的宮古,徹底摧毀了這個島國東部沿海的很多城市。二戰(zhàn)結(jié)束時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。
據(jù)美國伊利諾斯大學的地質(zhì)流體動力學家蘇珊·基弗兒說,這場海嘯釋放的能量事實上遠遠超過了1945年轟炸廣島和長崎的原子彈的破壞力。這次海嘯蘊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大,可能是10兆噸或者相當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)的時間長短,據(jù)她估計,海嘯持續(xù)的時間在100秒到1000秒之間。
在最上限時,海嘯蘊含的能量相當于690萬桶原油,或者相當于日本每天消耗的總石油的50%。這種評估結(jié)果還考慮了波浪的速度,據(jù)基弗兒估計,海浪的速度大約是每秒220米,30分鐘抵達海岸線。她估計開闊海域的浪高是7米,并估計波浪的長度大約是1300公里,或者相當于本州島海岸線長度的一半。
巨浪
美國電力研究所的一項分析發(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含1360太瓦時能量。這相當于日本每年的電流總產(chǎn)量的40%,大約相當于美國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所有其他海岸線的總和更多。這是因為它是美國最大的海岸線。這片海域被海洋學家稱之為“浪區(qū)”,海風在開闊水域形成的波浪不斷拍擊這里的海岸。
當然,要想捕獲所有能量并非易事。獨立的非營利組織美國電力研究所根據(jù)當前的設計學狀況,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系統(tǒng)進行的這項研究工作,利用大洋涌浪的升、降驅(qū)動液壓泵。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。