Jak sluneční energie ovlivňuje zemskou atmosféru

Slunce poskytuje energii téměř pro všechno, co se děje na Zemi. Vědci z Laboratoře fyziky atmosféry a vesmíru to řekli jasně: „Sluneční záření pohání složitou a úzce spjatou dynamiku oběhu, chemii a interakce mezi atmosféra, oceány, led a země, které udržují suchozemské prostředí jako stanoviště lidstva. “Jinými slovy, téměř všechno, co se děje v atmosféře, se děje kvůli slunečnímu záření energie. To lze prokázat několika konkrétními příklady.

Sluneční světlo dopadá na Zemi nejpříměji na a v blízkosti rovníku. Extra sluneční energie, která se tam absorbuje, ohřívá vzduch, půdu a vodu. Teplo ze země a vody se dostává zpět do vzduchu a ještě více ho ohřívá. Horký vzduch stoupá. Něco musí zaujmout své místo, takže dovnitř proudí chladnější vzduch ze severu a jihu. Tím se vytvoří proudění vzduchu - obvod od rovníku nahoru a rozdělující se na sever a na jih, poté ochlazení a pád zpět na povrch a obrácení směru, aby se znovu vydal směrem k rovníku. Přidejte účinky zemské rotace a získáte pasáty - konstantní proudění vzduchu po zemském povrchu. I když jsou větry modifikovány rotací Země, je důležité si uvědomit, že nejsou vytvořeny rotací Země. Bez sluneční energie by neexistovaly pasáty ani tryskové proudy.

Některé vlnové délky sluneční energie jsou dostatečně silné, aby rozdělily molekuly od sebe. Dělají to tak, že dávají elektronu tolik energie, že vystřelí přímo z molekuly. To je proces zvaný ionizace a kladně nabité atomy, které po sobě zůstanou, se nazývají ionty. V horní atmosféře, 80 kilometrů (50 mil) nad povrchem, molekuly kyslíku absorbují ultrafialové vlnové délky - vlnové délky slunečního záření mezi 120 a 180 nanometry (miliardtiny) metr). Protože sluneční světlo vytváří ionty v této výšce, tato vrstva atmosféry se nazývá ionosféra. Sluneční světlo ovlivňuje zemskou atmosféru, ale vedlejším účinkem je, že atmosféra absorbuje toto nebezpečné ultrafialové záření.

Asi 25 kilometrů (15 mil) nad povrchem je atmosféra mnohem hustší než v ionosféře. Zde je nejvyšší hustota molekul ozonu. Pravidelné molekuly kyslíku jsou vyrobeny ze dvou atomů kyslíku; ozon je vyroben ze tří atomů kyslíku. Ionosféra absorbuje ultrafialové záření 120 až 180 nanometrů, ozon pod ním absorbuje ultrafialové záření od 180 do 340 nanometrů. Existuje přirozená rovnováha, protože ultrafialové světlo štěpí molekulu ozonu na dvouatomovou molekulu kyslíku a jeden atom kyslíku; ale když jeden atom narazí do jiné molekuly kyslíku, ultrafialové světlo jim pomáhá spojit se a vytvořit novou molekulu kyslíku. Šťastná náhoda opět spočívá v tom, že fotochemie probíhající na ozonové vrstvě absorbuje mnoho ultrafialového záření, které by se jinak dostalo na Zemi a vytvořilo by riziko pro živé organismy.

Další kritickou složkou atmosféry je vodní pára. Vodní pára přenáší teplo snadněji než plyny, takže cirkulace vodní páry má pro počasí zásadní význam. Pro život na Zemi má také zásadní význam, protože voda z oceánů je ohřívána slunečním světlem a stoupá do atmosféry, kde ji vítr fouká nad pevninu. Když se voda ochladí, vrací se na povrch jako déšť. Pohyb bouřkových front je do značné míry výsledkem srážek mezi vzdušnými hmotami s různým obsahem vody. Každý poryv větru, každá bouře, kterou jste kdy viděli, každé tornádo a hurikán byly proto poháněny sluneční energií.