Ο ήλιος παρέχει ενέργεια για σχεδόν όλα όσα συμβαίνουν στη Γη. Οι επιστήμονες στο Εργαστήριο Ατμοσφαιρικής και Διαστημικής Φυσικής το έθεσαν ξεκάθαρα: «Η ηλιακή ακτινοβολία ενισχύει τη σύνθετη και στενά συνδεδεμένη δυναμική κυκλοφορίας, χημεία και αλληλεπιδράσεις μεταξύ ατμόσφαιρα, ωκεανούς, πάγο και γη που διατηρούν το επίγειο περιβάλλον ως βιότοπο της ανθρωπότητας. "Με άλλα λόγια, σχεδόν όλα όσα συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα συμβαίνουν λόγω της ηλιακής ενέργεια. Αυτό μπορεί να αποδειχθεί με ορισμένα συγκεκριμένα παραδείγματα.
Άνεμοι
Το φως του ήλιου χτυπά τη Γη πιο άμεσα και κοντά στον ισημερινό. Η επιπλέον ηλιακή ενέργεια που απορροφάται εκεί θερμαίνει τον αέρα, τη γη και το νερό. Η θερμότητα από τη γη και το νερό στέλνεται πίσω στον αέρα, θερμαίνοντάς το ακόμη περισσότερο. Ο ζεστός αέρας ανεβαίνει. Κάτι πρέπει να πάρει τη θέση του, τόσο πιο δροσερός αέρας από το Βορρά και το Νότο σπρώχνει. Αυτό δημιουργεί ροή αέρα - ένα κύκλωμα από τον ισημερινό και χωρίζει προς τα βόρεια και τα νότια, στη συνέχεια ψύχεται και πέφτει πίσω στην επιφάνεια και αναστρέφει την κατεύθυνση προς το κεφάλι προς τον ισημερινό ξανά. Προσθέστε τα εφέ της περιστροφής της Γης και έχετε εμπορικούς ανέμους - τη συνεχή ροή αέρα σε όλη την επιφάνεια της Γης. Παρόλο που οι άνεμοι τροποποιούνται από την περιστροφή της Γης, είναι σημαντικό να συνειδητοποιήσουμε ότι δεν δημιουργούνται από την περιστροφή της Γης. Χωρίς ηλιακή ενέργεια δεν θα υπήρχαν εμπορικοί άνεμοι ή ροές αεριωθούμενων.
Η Ιονόσφαιρα
Μερικά μήκη κύματος της ηλιακής ενέργειας είναι αρκετά ισχυρά για να χωρίσουν τα μόρια. Το κάνουν αυτό δίνοντας τόση ενέργεια σε ένα ηλεκτρόνιο που πυροβολεί κατευθείαν από το μόριο. Αυτή είναι μια διαδικασία που ονομάζεται ιονισμός και τα θετικά φορτισμένα άτομα που μένουν πίσω ονομάζονται ιόντα. Στην ανώτερη ατμόσφαιρα, 80 χιλιόμετρα (50 μίλια) πάνω από την επιφάνεια, τα μόρια οξυγόνου απορροφούν μήκη κύματος υπεριώδους - μήκη κύματος ηλιακής ακτινοβολίας μεταξύ 120 και 180 νανόμετρα (δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια ένα μέτρο). Επειδή το ηλιακό φως δημιουργεί ιόντα σε αυτό το υψόμετρο, αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας ονομάζεται ιονόσφαιρα. Το φως του ήλιου επηρεάζει την ατμόσφαιρα της Γης, αλλά μια παρενέργεια είναι ότι η ατμόσφαιρα απορροφά αυτήν την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία.
Το στρώμα του όζοντος
Περίπου 25 χιλιόμετρα (15 μίλια) πάνω από την επιφάνεια, η ατμόσφαιρα είναι πολύ πιο πυκνή από την ιονόσφαιρα. Εδώ είναι η υψηλότερη πυκνότητα μορίων όζοντος. Τα κανονικά μόρια οξυγόνου κατασκευάζονται από δύο άτομα οξυγόνου. Το όζον παράγεται από τρία άτομα οξυγόνου. Η ιονόσφαιρα απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία 120 έως 180 νανομέτρων, το όζον από κάτω απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία από 180 έως 340 νανόμετρα. Υπάρχει μια φυσική ισορροπία επειδή το υπεριώδες φως χωρίζει ένα μόριο όζοντος σε ένα μόριο οξυγόνου δύο ατόμων και ένα άτομο οξυγόνου. αλλά όταν ένα άτομο προσκρούει σε ένα άλλο μόριο οξυγόνου, το υπεριώδες φως τους βοηθά να ενωθούν για να δημιουργήσουν ένα νέο μόριο οξυγόνου. Και πάλι, μια ευτυχισμένη σύμπτωση είναι ότι η φωτοχημεία που λαμβάνει χώρα στο στρώμα του όζοντος απορροφά πολύ υπεριώδη ακτινοβολία που διαφορετικά θα την έκανε στη Γη και θα δημιουργούσε κίνδυνο για τους ζωντανούς οργανισμούς.
Νερό και καιρός
Ένα άλλο κρίσιμο συστατικό της ατμόσφαιρας είναι οι υδρατμοί. Οι υδρατμοί μεταφέρουν θερμότητα πιο εύκολα από τα αέρια, επομένως η κυκλοφορία των υδρατμών είναι ζωτικής σημασίας για τον καιρό. Είναι επίσης ζωτικής σημασίας για τη ζωή στη Γη, καθώς το νερό από τους ωκεανούς θερμαίνεται από το φως του ήλιου για να ανέβει στην ατμόσφαιρα όπου οι άνεμοι το φυσούν πάνω από τη γη. Όταν το νερό κρυώσει, επιστρέφει στην επιφάνεια ως βροχή. Η κίνηση των μετωπικών καταιγίδων είναι σε μεγάλο βαθμό το αποτέλεσμα συγκρούσεων μεταξύ των μαζών του αέρα με διαφορετική περιεκτικότητα σε νερό. Κάθε ριπή ανέμου, κάθε καταιγίδα που έχετε δει ποτέ, κάθε ανεμοστρόβιλος και τυφώνας οδηγούσαν επομένως από την ηλιακή ενέργεια.