Kuidas päikeseenergia mõjutab Maa atmosfääri

Päike annab energiat peaaegu kõigeks, mis Maal toimub. Atmosfääri- ja kosmosefüüsika laboratooriumi teadlased ütlesid selgelt: "Päikesekiirgus võimendab keerulist ja tihedalt ühendatud vereringe dünaamikat, keemiat ja vastastikmõjusid atmosfäär, ookeanid, jää ja maa, mis hoiavad maapealset keskkonda inimkonna elupaigana. "Teisisõnu, peaaegu kõik, mis atmosfääris toimub, toimub päikese tõttu energia. Seda saab näidata mõne konkreetse näite abil.

Päikesevalgus tabab Maad kõige otse ekvaatoril ja selle lähedal. Seal imenduv täiendav päikeseenergia soojendab õhku, maad ja vett. Maalt tulev soojus ja vesi saadetakse õhku tagasi, soojendades seda veelgi. Kuum õhk tõuseb. Midagi peab oma kohale võtma, nii et põhja ja lõuna vahelt tõuseb jahedam õhk. See loob õhuvoolu - vooluring ekvaatorist ülespoole ja jaguneb põhja ja lõuna suunas, seejärel jahtub ja langeb tagasi pinnale ning tagurdab suuna ekvaatori suunas. Lisades juurde Maa pöörlemise mõjud ja saate kaubatuuli - pideva õhuvoolu üle Maa pinna. Kuigi tuuled on Maa pöörlemisega modifitseeritud, on oluline mõista, et neid ei tekita Maa pöörlemine. Ilma päikeseenergiata ei oleks kaubatuuli ega reaktiivjoa.

Mõned päikeseenergia lainepikkused on molekulide lahutamiseks piisavalt võimsad. Nad teevad seda, andes elektronile nii palju energiat, et see laseb molekulist otse välja. See on protsess, mida nimetatakse ionisatsiooniks ja positiivselt laetud aatomeid, mida maha jäetakse, nimetatakse ioonideks. Ülemises atmosfääris, 80 kilomeetrit (50 miili) kõrgusel pinnast, neelavad hapniku molekulid ultraviolettkiirguse lainepikkused - päikesekiirguse lainepikkused vahemikus 120 kuni 180 nanomeetrit (miljardid nanomeetrid) meeter). Kuna päikesevalgus tekitab sellel kõrgusel ioone, nimetatakse seda atmosfääri kihti ionosfääriks. Päikesevalgus mõjutab Maa atmosfääri, kuid kõrvalmõju on see, et atmosfäär neelab selle ohtliku ultraviolettkiirguse.

Umbes 25 kilomeetrit (15 miili) maapinnast on atmosfäär palju tihedam kui ionosfääris. Siin on osoonimolekulide suurim tihedus. Regulaarsed hapniku molekulid on valmistatud kahest hapniku aatomist; osoon on valmistatud kolmest hapnikuaatomist. Ionosfäär neelab 120–180 nanomeetri ultraviolettkiirgust, all olev osoon neelab ultraviolettkiirgust 180–340 nanomeetrini. Looduslik tasakaal on olemas, kuna ultraviolettvalgus jagab osooni molekuli kahe aatomi hapniku molekuliks ja üheks hapniku aatomiks; kuid kui üks aatom põrkab teise hapniku molekuli, aitab ultraviolettvalgus neil uue hapniku molekuli saamiseks kokku liituda. Jällegi on õnnelik kokkusattumus see, et osoonikihil toimuv fotokeemia neelab palju ultraviolettkiirgust, mis muidu jõuaks Maale ja tekitaks ohtu elusorganismidele.

Teine atmosfääri kriitiline komponent on veeaur. Veeaur kannab soojust kergemini kui gaasid, seega on veeauru ringlus ilmastiku jaoks kriitilise tähtsusega. See on kriitilise tähtsusega ka Maa elu jaoks, kuna päikesevalgus soojendab ookeanidest pärinevat vett, et tõusta atmosfääri, kus tuul puhub selle üle maa. Kui vesi jahtub, naaseb see vihmana pinnale. Tormifrontide liikumine on suuresti erineva veesisaldusega õhumasside kokkupõrgete tulemus. Iga tuulepuhang, iga torm, mida olete kunagi näinud, iga tornaado ja orkaan ajendas seega päikeseenergia.