Kā Saules enerģija ietekmē Zemes atmosfēru

Saule nodrošina enerģiju gandrīz visam, kas notiek uz Zemes. Atmosfēras un kosmosa fizikas laboratorijas zinātnieki skaidri izteica: "Saules starojums nodrošina sarežģītu un cieši saistītu cirkulācijas dinamiku, ķīmiju un mijiedarbību starp atmosfēra, okeāni, ledus un zeme, kas sauszemes vidi uztur kā cilvēces dzīves vietu. "Citādi sakot, viss, kas notiek atmosfērā, notiek saules dēļ enerģija. To var pierādīt ar dažiem konkrētiem piemēriem.

Saules gaisma vistiešāk skar Zemi pie ekvatora un tā tuvumā. Tur absorbētā papildu saules enerģija silda gaisu, zemi un ūdeni. Siltums no zemes un ūdens tiek novadīts atpakaļ gaisā, kas to vēl vairāk silda. Karstais gaiss paceļas. Kaut kam ir jāstājas savā vietā, tāpēc ieplūst vēsāks gaiss no ziemeļiem un dienvidiem. Tas rada gaisa plūsmu - ķēdi no ekvatora uz augšu un sadalīšanos uz ziemeļiem un dienvidiem, pēc tam atdziestot un nokrītot atpakaļ uz leju un mainot virzienu, lai atkal virzītos uz ekvatoru. Pievienojot Zemes rotācijas efektus, jūs saņemat tirdzniecības vējus - pastāvīgu gaisa plūsmu visā Zemes virsmā. Kaut arī vējus maina Zemes rotācija, ir svarīgi saprast, ka tos nerada Zemes rotācija. Bez saules enerģijas nebūtu tirdzniecības vēju vai reaktīvo plūsmu.

Daži saules enerģijas viļņu garumi ir pietiekami spēcīgi, lai sadalītu molekulas. Viņi to dara, piešķirot elektronam tik daudz enerģijas, ka tas izšaujas tieši no molekulas. Tas ir process, ko sauc par jonizāciju, un pozitīvi lādētos atomus, kas paliek pāri, sauc par joniem. Augšējā atmosfērā, 80 kilometrus (50 jūdzes) virs virsmas, absorbē skābekļa molekulas ultravioletā viļņa garumi - saules starojuma viļņu garumi no 120 līdz 180 nanometriem (miljardās daļas) metrs). Tā kā saules gaisma šajā augstumā rada jonus, šo atmosfēras slāni sauc par jonosfēru. Saules gaisma ietekmē Zemes atmosfēru, bet blakus efekts ir tas, ka atmosfēra absorbē šo bīstamo ultravioleto starojumu.

Aptuveni 25 kilometrus (15 jūdzes) virs virsmas atmosfēra ir daudz blīvāka nekā jonosfērā. Šeit ir visaugstākais ozona molekulu blīvums. Regulāras skābekļa molekulas veido no diviem skābekļa atomiem; ozons ir izgatavots no trim skābekļa atomiem. Jonosfēra absorbē ultravioleto starojumu no 120 līdz 180 nanometriem, bet zemāk esošais ozons absorbē ultravioleto starojumu no 180 līdz 340 nanometriem. Ir dabisks līdzsvars, jo ultravioletā gaisma sadala ozona molekulu divu atomu skābekļa molekulā un vienā skābekļa atomā; bet, kad viens atoms ietriecas citā skābekļa molekulā, ultravioletā gaisma palīdz viņiem apvienoties, lai izveidotu jaunu skābekļa molekulu. Atkal laimīga sakritība ir tāda, ka fotoķīmija, kas notiek pie ozona slāņa, absorbē daudz ultravioletā starojuma, kas citādi nonāktu uz Zemes un radītu bīstamību dzīviem organismiem.

Vēl viena kritiska atmosfēras sastāvdaļa ir ūdens tvaiki. Ūdens tvaiki nes siltumu vieglāk nekā gāzes, tāpēc ūdens tvaiku cirkulācijai ir kritiska nozīme laika apstākļiem. Tas ir arī kritiski svarīgs dzīvībai uz Zemes, jo ūdens no okeāniem tiek apsildīts ar saules gaismu, lai tas nonāktu atmosfērā, kur vēji to pūš pār zemi. Kad ūdens atdziest, tas atkal atgriežas virsmā kā lietus. Vētras frontes kustība lielā mērā ir sadursmju rezultāts starp gaisa masām ar dažādu ūdens saturu. Katru vēja brāzmu, katru vētru, ko esat redzējuši, katru tornado un viesuļvētru tāpēc virzīja saules enerģija.