全球变暖危机：
人类工业时代大量燃烧化石能源，固态碳化合物与氧气燃烧生成二氧化碳气体，大量释放到地球大气层，导致大气层吸收太阳光长波辐射能量增强，进而增强干旱、暴雨、洪涝、台风、暴雪等极端气候灾害等级和发生频次，人类赖以生存的农业遭受巨大破坏，粮食减产，饥荒频发。同时，大气层吸收过量太阳能，温度上升，地球南极、北极冰川受热融化进入海洋，导致海平面上升，沿海低洼地区淹没，引发社会动荡和经济危机。
能源枯竭危机：
国际能源署预测，按照当前消耗速度，石油、天然气储量可用50年，煤炭储量可用100年。核能、风能、水能、生物质能、海洋温差能、波浪能、潮汐能等绿色能源，受到地理环境、气候变化、能量输出不稳定、输出功率低、投资成本高、安全风险等因素影响，无法全部替代化石能源。在可预见的未来，人类社会能源需求总量会继续上涨，能源紧缺持续加剧带来物价飞涨，制约社会发展，引发社会动荡和经济危机。
替代化石能源的新能源：
太阳光可见光谱区、红外光谱区能量穿透地球大气层到达地面，空气、海水、植物等吸收太阳光，产生风能、水能、生物质能、海洋温差能、波浪能和潮汐能等二次能源。
太阳紫外光谱区能量无法全部穿透地球大气层，被大气层60千米以上高空气体分子吸收，产生自由电子，部分电离的大气区域称为电离层，完全电离的大气区域称磁层。
太阳紫外光谱区能量约占地球接收总能量7%，太阳每年向地球辐射能量约130万亿吨标准煤，剔除能量散射损耗，按照电离层5%能量吸收计算，每年吸收辐射能量约6.5万亿吨标准煤，人类每年化石能源消耗约200亿吨，每年电离层电能储量是化石能源消耗量325倍。
电离层是地球大气层天然形成的太阳能电池板，它将太阳紫外光谱区能量转化为电能。电离层电能不能持续积聚，地球每天发生的900万次雷电现象就是电离层在通过对流层释放电能。
传统解释雷电形成原因：“云层内部分子、冰晶之间摩擦与碰撞产生正负电荷的分离，发生静电积累“，这种认为闪电形成的原理是错误的，所有风洞实验室都无法通过模拟空气摩擦产生静电积累释放闪电。
电离层与地面相隔平流层和对流层，当对流层积雨云大量积聚，对流层与电离层之间产生电势差，电离层自由电子在电势差的作用下，穿过平流层到达积雨云内部，通过击穿云层之间气体，产生闪电释放能量。
电离层自由电子穿过平流层到达对流层积雨云过程中，少数情况会通过肉眼观察到放电现象，包括：红色精灵（Red Sprites）、蓝色喷流（Blue Jets）、巨人（Giants）等。大部分自由电子穿过平流层到达对流层无法通过肉眼观看，需要使用特殊仪器观测。
通常情况下对流层、平流层气体分子是电中性，要想引导电离层电能到达地面，就要对绝缘空气施加电离作用。电离作用指的是：不带电的粒子在高压电弧、高能射线、激光等的作用下，变成带电的粒子的过程。
最早研究通过激光电离作用击穿空气，使空气导电引导电离层电能到达地面的科学家叫尼古拉·特斯拉，他的研究项目称作“全球无线输电计划”。
1899年在美国科罗拉多斯普林斯实验室发明“放大发射机”，也叫激光发射器，通过激光电离空气代替导电线路，连接电路两端，测试空气电离后的导电性。
1900年改进“放大发射机”，将激光电离空气成为导电线路的有效距离扩大到1000英尺，在地面实验过程中得到了1000英尺的强大放电，在全球范围内首次制造出人造闪电。
1901年在纽约长岛建造“沃登克里弗塔”，通过激光击穿对流层和平流层，连接电离层和地面。1903年7月实验成功，“沃登克里弗塔”成功引导电离层电能到达地面，点亮天空。
20世纪初期，电能仅仅被用来当作照明使用，城市供电线路并未全面铺设；同时由于容易开采且价格低廉的煤炭、石油已经满足人类社会的需求；因此，这项发明随着沃登克里夫塔的拆除，和一场大火烧掉所有设计图稿而埋没在历史的长河中。
激光能量强度受到设备功率、激光频率、光束横截面积影响，在地面建造固定激光发射塔，增大激光功率和激光频率，同时，在磁场或者光学镜作用下，尽量缩减激光横截面积，增大激光能量强度，提高绝缘空气穿透距离。
对于生活在21世纪的人类来说，开发电离层电能迫在眉睫，化石能源对地球环境带来的危害已日趋严重，如果人类能够通过激光电离对流层、平流层绝缘空气，使绝缘空气电离成为导电线路，引导电离层电能到地面供人类使用，停止使用化石能源，那么全球气候变暖问题和能源枯竭问题就能得到完美解决。
附：尼古拉·特斯拉的沃登克里弗塔开发电离层电能示意图
作者：邵鹏
时间：2024年12月23日
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化石能源是可再生能源。