Il sole fornisce energia per quasi tutto ciò che accade sulla Terra. Gli scienziati del Laboratorio di fisica dell'atmosfera e dello spazio lo dicono chiaramente: "La radiazione solare alimenta le dinamiche di circolazione complesse e strettamente accoppiate, la chimica e le interazioni tra i atmosfera, oceani, ghiaccio e terra che mantengono l'ambiente terrestre come habitat dell'umanità." In altre parole, quasi tutto ciò che accade nell'atmosfera accade a causa dell'energia solare energia. Questo può essere dimostrato con alcuni esempi specifici.
venti
La luce solare colpisce la Terra più direttamente all'equatore e nelle sue vicinanze. L'energia solare extra assorbita riscalda l'aria, la terra e l'acqua. Il calore della terra e dell'acqua viene rispedito nell'aria, riscaldandola ancora di più. L'aria calda sale. Qualcosa deve prendere il suo posto, quindi l'aria più fresca da nord e da sud si precipita dentro. Ciò crea un flusso d'aria: un circuito dall'equatore verso l'alto e che si divide a nord ea sud, quindi si raffredda e ricade sulla superficie e inverte la direzione per dirigersi nuovamente verso l'equatore. Aggiungi gli effetti della rotazione terrestre e ottieni gli alisei, il flusso costante di aria attraverso la superficie terrestre. Anche se i venti sono modificati dalla rotazione terrestre, è importante rendersi conto che non sono stati creati dalla rotazione terrestre. Senza l'energia solare non ci sarebbero alisei o correnti a getto.
La Ionosfera
Alcune lunghezze d'onda dell'energia solare sono abbastanza potenti da separare le molecole. Lo fanno dando così tanta energia a un elettrone che spara fuori dalla molecola. Questo è un processo chiamato ionizzazione e gli atomi caricati positivamente che vengono lasciati indietro sono chiamati ioni. Nell'atmosfera superiore, a 80 chilometri (50 miglia) sopra la superficie, le molecole di ossigeno assorbono lunghezze d'onda dell'ultravioletto -- lunghezze d'onda della radiazione solare comprese tra 120 e 180 nanometri (miliardesimi di un metro). Poiché la luce solare crea ioni a quell'altitudine, quello strato dell'atmosfera è chiamato ionosfera. La luce solare colpisce l'atmosfera terrestre, ma un effetto collaterale è che l'atmosfera assorbe questa pericolosa radiazione ultravioletta.
Lo strato di ozono
A circa 25 chilometri (15 miglia) sopra la superficie, l'atmosfera è molto più densa che nella ionosfera. Ecco la più alta densità di molecole di ozono. Le normali molecole di ossigeno sono costituite da due atomi di ossigeno; l'ozono è costituito da tre atomi di ossigeno. La ionosfera assorbe l'ultravioletto da 120 a 180 nanometri, l'ozono sottostante assorbe la radiazione ultravioletta da 180 a 340 nanometri. C'è un equilibrio naturale perché la luce ultravioletta divide una molecola di ozono in una molecola di ossigeno a due atomi e un singolo atomo di ossigeno; ma quando un singolo atomo si schianta contro un'altra molecola di ossigeno, la luce ultravioletta li aiuta a unirsi per formare una nuova molecola di ossigeno. Ancora una volta, una felice coincidenza è che la fotochimica che ha luogo nello strato di ozono assorbe molta radiazione ultravioletta che altrimenti arriverebbe sulla Terra e creerebbe un pericolo per gli organismi viventi.
Acqua e meteo
Un altro componente critico dell'atmosfera è il vapore acqueo. Il vapore acqueo trasporta il calore più facilmente dei gas, quindi la circolazione del vapore acqueo è di fondamentale importanza per il clima. È anche di fondamentale importanza per la vita sulla Terra, poiché l'acqua degli oceani viene riscaldata dalla luce solare per salire nell'atmosfera dove i venti la soffiano sulla terra. Quando l'acqua si raffredda, ritorna in superficie sotto forma di pioggia. Il movimento dei fronti di tempesta è in gran parte il risultato di collisioni tra masse d'aria con diverso contenuto di acqua. Ogni raffica di vento, ogni tempesta che tu abbia mai visto, ogni tornado e uragano è stato quindi guidato dall'energia solare.