Pięć części systemu klimatycznego

Tak jak sam klimat obejmuje wiele elementów, w tym temperaturę, opady i wiatr, tak system klimatyczny obejmuje pięć podstawowych elementów: atmosferę, hydrosferę, kriosferę, litosferę i biosfera. Te podstawowe elementy nie są pasywne i nie działają same. Klimatem Ziemi rządzi raczej skomplikowana i dynamiczna interakcja między tymi pięcioma składnikami.

Atmosfera jest zasadniczo powietrzem otaczającym powierzchnię Ziemi. Suche powietrze atmosfery mierzone objętością zawiera 78,08 procent azotu, 20,95 procent tlenu, 0,93 procent argonu i 0,038% dwutlenku węgla. Chociaż żadna konkretna granica nie definiuje atmosfery, nie wywiera ona żadnego widocznego wpływu na klimat po około 75 milach nad powierzchnią Ziemi. Ze wszystkich pięciu składników klimatu atmosfera jest najbardziej dynamiczna i zmienna. Na przykład ogrzewanie i chłodzenie powietrza wytwarza prądy wiatrowe, które przenoszą parę wodną i przenoszą ciepło z jednej części Ziemi do drugiej.

Wody słodkie i słone ziemi, w tym jeziora, rzeki, wody podziemne i oceany, składają się na hydrosferę. Ocean stanowi około 70 procent powierzchni planety. Wody hydrosfery magazynują i transportują energię, rozkładają minerały, magazynują dwutlenek węgla i, szczególnie w przypadku oceanów, zatrzymują ogromne ilości ciepła. Ponieważ ciepło to pomaga zapobiegać drastycznym zmianom temperatury, oceany pełnią funkcję regulatorów klimatu planety.

Kriosfera to lód na powierzchni ziemi. Obejmuje to pokrywy lodowe, lodowce, wieczną zmarzlinę, lód morski i pokrywę śnieżną. Oprócz gromadzenia dużych ilości wody, lód kriosfery odbija promieniowanie słoneczne z powrotem w kosmos. Co być może najważniejsze, kriosfera przyczynia się do głębokiego obiegu wody oceanicznej. Ponieważ duże ilości lodu gromadzą się i topnieją, proces ten powoduje zmiany poziomu morza.

Litosfera jest stałym lądem Ziemi. Jako najbardziej zewnętrzna powłoka planety, litosfera obejmuje gleby, równiny, góry i wszystko, co jest z nimi geologicznie połączone. W porównaniu z pozostałymi czterema składnikami litosfera wywiera stosunkowo niewielki wpływ na klimat, chociaż skład gruntu i gleby wpływa na to, jak promieniowanie słoneczne jest absorbowane lub odbijane z powrotem do atmosfera. Dodatkowo tekstura litosfery wpływa na oddziaływanie wiatru przemieszczającego się po powierzchni ziemi. Na przykład tekstura powierzchni ziemi tworzy pustynie w cieniu deszczu.

Biosferę tworzą wszystkie żyjące na ziemi rośliny i zwierzęta, w tym organizmy morskie i lądowe. Żywe stworzenia wywierają ogromny wpływ na pobieranie i uwalnianie gazów cieplarnianych. Rośliny na Ziemi magazynują znaczne ilości dwutlenku węgla, co czyni je kluczowymi graczami w obiegu węgla. Biosfera wpływa również na klimat planety poprzez albedo powierzchniowe, czyli odbicie światła. Wielkoskalowa tekstura wzrostu roślin w biosferze wpływa na proces przenoszenia wody z lądu do atmosfery, podobnie jak wpływa na przemieszczanie się wiatru. Duże lasy przyczyniają się do tworzenia własnych lokalnych klimatów.