De zon levert energie voor bijna alles wat er op aarde gebeurt. Wetenschappers van het Laboratorium voor Atmosferische en Ruimtefysica stellen het duidelijk: "Zonnestraling stimuleert de complexe en nauw gekoppelde circulatiedynamiek, chemie en interacties tussen de atmosfeer, oceanen, ijs en land die de terrestrische omgeving in stand houden als de habitat van de mensheid." Anders gezegd, zo ongeveer alles wat er in de atmosfeer gebeurt, gebeurt door zonne-energie. energie. Dit kan worden aangetoond met enkele concrete voorbeelden.
winden
Zonlicht raakt de aarde het meest direct op en nabij de evenaar. De extra zonne-energie die daar wordt opgenomen, verwarmt de lucht, het land en het water. Warmte van het land en water wordt terug de lucht in gestuurd, waardoor het nog meer wordt verwarmd. De warme lucht stijgt op. Er moet iets voor in de plaats komen, dus koelere lucht uit het noorden en zuiden stroomt naar binnen. Dat creëert een luchtstroom - een circuit van de evenaar omhoog en splitst naar het noorden en zuiden, dan afkoelt en terugvalt naar het oppervlak en van richting verandert om weer naar de evenaar te gaan. Voeg effecten van de rotatie van de aarde toe en je krijgt passaatwinden - de constante luchtstroom over het aardoppervlak. Hoewel de winden worden gewijzigd door de rotatie van de aarde, is het belangrijk om te beseffen dat ze niet worden gecreëerd door de rotatie van de aarde. Zonder zonne-energie zouden er geen passaatwinden of jetstreams zijn.
de ionosfeer
Sommige golflengten van zonne-energie zijn krachtig genoeg om moleculen uit elkaar te splitsen. Ze doen dit door zoveel energie aan een elektron te geven dat het recht uit het molecuul schiet. Dat is een proces dat ionisatie wordt genoemd, en de positief geladen atomen die achterblijven, worden ionen genoemd. In de bovenste atmosfeer, 80 kilometer (50 mijl) boven het oppervlak, absorberen zuurstofmoleculen ultraviolette golflengten -- golflengten van zonnestraling tussen 120 en 180 nanometer (miljardste van .) een meter). Omdat zonlicht op die hoogte ionen creëert, wordt die laag van de atmosfeer de ionosfeer genoemd. Zonlicht beïnvloedt de atmosfeer van de aarde, maar een neveneffect is dat de atmosfeer deze gevaarlijke ultraviolette straling absorbeert.
De ozonlaag
Ongeveer 25 kilometer (15 mijl) boven het oppervlak is de atmosfeer veel dichter dan in de ionosfeer. Hier is de hoogste dichtheid van ozonmoleculen. Gewone zuurstofmoleculen zijn gemaakt van twee zuurstofatomen; ozon is gemaakt van drie zuurstofatomen. De ionosfeer absorbeert het ultraviolet van 120 tot 180 nanometer, de ozon eronder absorbeert ultraviolette straling van 180 tot 340 nanometer. Er is een natuurlijk evenwicht omdat ultraviolet licht een ozonmolecuul splitst in een twee-atoom zuurstofmolecuul en een enkel zuurstofatoom; maar wanneer een enkel atoom botst op een ander zuurstofmolecuul, helpt ultraviolet licht hen samen te komen om een nieuw zuurstofmolecuul te maken. Nogmaals, een gelukkig toeval is dat de fotochemie die plaatsvindt in de ozonlaag veel ultraviolette straling absorbeert die anders de aarde zou bereiken en een gevaar zou vormen voor levende organismen.
Water en weer
Een ander cruciaal onderdeel van de atmosfeer is waterdamp. Waterdamp transporteert warmte gemakkelijker dan gassen, dus de circulatie van waterdamp is van cruciaal belang voor het weer. Het is ook van cruciaal belang voor het leven op aarde, omdat water uit de oceanen wordt verwarmd door zonlicht om op te stijgen in de atmosfeer waar de wind het over het land blaast. Als het water afkoelt, keert het terug naar de oppervlakte als regen. De beweging van stormfronten is grotendeels het gevolg van botsingen tussen luchtmassa's met verschillende waterinhoud. Elke windvlaag, elke storm die je ooit hebt gezien, elke tornado en orkaan werd daarom aangedreven door zonne-energie.