Как слънчевата енергия влияе на земната атмосфера

Слънцето осигурява енергия за почти всичко, което се случва на Земята. Учени от Лабораторията за физика на атмосферата и космоса ясно го заявяват: „Слънчевата радиация захранва сложната и тясно свързана динамика на циркулацията, химията и взаимодействията атмосфера, океани, лед и земя, които поддържат земната среда като местообитание на човечеството. "Казано по друг начин, почти всичко, което се случва в атмосферата, се случва поради слънчевата енергия енергия. Това може да се докаже с някои конкретни примери.

Слънчевата светлина удря Земята най-директно в и близо до екватора. Допълнителната слънчева енергия, абсорбирана там, загрява въздуха, земята и водата. Топлината от сушата и водата се връщат обратно във въздуха, което го нагрява още повече. Горещият въздух се издига. Нещо трябва да заеме мястото му, така че по-хладен въздух от север и юг се втурва. Това създава въздушен поток - верига от екватора нагоре и разделяне на север и юг, след това охлаждане и падане обратно на повърхността и обръщане на посоката, за да се насочи отново към екватора. Добавете ефекти от въртенето на Земята и ще получите пасати - постоянният поток на въздуха през земната повърхност. Въпреки че ветровете са модифицирани от въртенето на Земята, важно е да се осъзнае, че те не са създадени от въртенето на Земята. Без слънчева енергия няма да има пасати или струи.

Някои дължини на вълните на слънчевата енергия са достатъчно мощни, за да разделят молекулите. Те правят това, като дават толкова много енергия на електрон, че той изстрелва направо от молекулата. Това е процес, наречен йонизация, а положително заредените атоми, които са останали, се наричат ​​йони. В горните слоеве на атмосферата, на 80 километра (50 мили) над повърхността, молекулите кислород абсорбират ултравиолетови дължини на вълните - дължини на вълните на слънчевата радиация между 120 и 180 нанометра (милиардни части от метър). Тъй като слънчевата светлина създава йони на тази височина, този слой на атмосферата се нарича йоносфера. Слънчевата светлина влияе на земната атмосфера, но страничен ефект е, че атмосферата поглъща тази опасна ултравиолетова радиация.

На около 25 километра (15 мили) над повърхността атмосферата е далеч по-плътна, отколкото в йоносферата. Тук е най-голямата плътност на озоновите молекули. Редовните молекули на кислорода са направени от два кислородни атома; озонът се произвежда от три кислородни атома. Йоносферата поглъща 120- до 180-нанометровия ултравиолет, а озонът отдолу абсорбира ултравиолетовото лъчение от 180 до 340 нанометра. Има естествен баланс, защото ултравиолетовата светлина разделя озоновата молекула на двуатомна кислородна молекула и единичен кислороден атом; но когато един атом се срине в друга кислородна молекула, ултравиолетовата светлина им помага да се обединят, за да направят нова кислородна молекула. Отново щастливо съвпадение е, че фотохимията, протичаща в озоновия слой, поглъща много ултравиолетово лъчение, което иначе би стигнало до Земята и би създало опасност за живите организми.

Друг критичен компонент на атмосферата са водните пари. Водните пари пренасят топлината по-лесно от газовете, така че циркулацията на водните пари е от решаващо значение за времето. Също така е от решаващо значение за живота на Земята, тъй като водата от океаните се нагрява от слънчевата светлина, за да се издигне в атмосферата, където ветровете я нанасят над земята. Когато водата се охлади, тя се връща на повърхността като дъжд. Движението на буреносните фронтове е до голяма степен резултат от сблъсъци между въздушни маси с различно водно съдържание. Следователно всеки порив на вятъра, всяка буря, която някога сте виждали, всеки торнадо и ураган са били задвижвани от слънчева енергия.