Hvordan solenergi påvirker jordens atmosfære

Solen giver energi til næsten alt, hvad der sker på Jorden. Forskere ved laboratoriet for atmosfærisk og rumfysik udtrykte det klart: "Solstråling driver den komplekse og tæt koblede cirkulationsdynamik, kemi og interaktioner mellem atmosfære, oceaner, is og jord, der opretholder det jordbaserede miljø som menneskehedens levested. "Sagt på en anden måde, næsten alt, hvad der sker i atmosfæren, sker på grund af sol energi. Dette kan demonstreres med nogle specifikke eksempler.

Sollys rammer jorden mest direkte ved og nær ækvator. Den ekstra solenergi, der absorberes der, varmer op luft, jord og vand. Varme fra land og vand sendes tilbage op i luften og opvarmer det endnu mere. Den varme luft stiger. Noget skal tage plads, så køligere luft fra nord og syd styrter ind. Det skaber luftstrøm - et kredsløb fra ækvator op og splittelse mod nord og syd, derefter afkøling og falder tilbage til overfladen og vender retning for at gå mod ækvator igen. Tilføj effekter af jordens rotation, så får du passatvind - den konstante luftstrøm over jordens overflade. Selvom vinden modificeres af jordens rotation, er det vigtigt at indse, at de ikke er skabt af jordens rotation. Uden solenergi ville der ikke være passatvind eller jetstrømme.

Nogle bølgelængder af solenergi er kraftige nok til at opdele molekyler fra hinanden. De gør dette ved at give så meget energi til en elektron, at den skyder lige ud af molekylet. Det er en proces kaldet ionisering, og de positivt ladede atomer, der er efterladt, kaldes ioner. I den øvre atmosfære, 80 kilometer (50 miles) over overfladen, absorberer iltmolekyler ultraviolette bølgelængder - solstrålingsbølgelængder mellem 120 og 180 nanometer (milliardedele af en meter). Fordi sollys skaber ioner i den højde, kaldes dette lag af atmosfæren ionosfæren. Sollys påvirker jordens atmosfære, men en bivirkning er, at atmosfæren absorberer denne farlige ultraviolette stråling.

Cirka 25 kilometer over overfladen er atmosfæren langt tættere end i ionosfæren. Her er den højeste densitet af ozonmolekyler. Regelmæssige iltmolekyler er fremstillet af to iltatomer; ozon er lavet af tre iltatomer. Ionosfæren absorberer ultraviolet 120 til 180 nanometer, ozon nedenunder absorberer ultraviolet stråling fra 180 til 340 nanometer. Der er en naturlig balance, fordi ultraviolet lys opdeler et ozonmolekyle i et iltmolekyle med to atomer og et iltatom; men når et enkelt atom styrter ned i et andet iltmolekyle, hjælper ultraviolet lys dem med at danne sig et nyt iltmolekyle. Igen er en lykkelig tilfældighed, at fotokemien, der finder sted ved ozonlaget, absorberer meget ultraviolet stråling, der ellers ville komme til Jorden og skabe en fare for levende organismer.

En anden kritisk komponent i atmosfæren er vanddamp. Vanddamp bærer lettere varme end gasser, så cirkulationen af ​​vanddamp er af afgørende betydning for vejret. Det er også af afgørende betydning for livet på jorden, da vand fra havene opvarmes af sollys for at stige op i atmosfæren, hvor vinden blæser det over jorden. Når vandet køler af, vender det tilbage til overfladen som regn. Bevægelsen af ​​stormfronter er stort set resultatet af kollisioner mellem luftmasser med forskelligt vandindhold. Hvert vindstød, hver storm, du nogensinde har set, hver tornado og orkan blev derfor drevet af solenergi.