Como a energia solar afeta a atmosfera da Terra

O sol fornece energia para quase tudo o que acontece na Terra. Cientistas do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial colocam isso claramente: "A radiação solar alimenta a dinâmica de circulação, química e interações complexas e fortemente acopladas entre os atmosfera, oceanos, gelo e terras que mantêm o ambiente terrestre como habitat da humanidade. "Dito de outra forma, quase tudo o que acontece na atmosfera acontece por causa da energia solar energia. Isso pode ser demonstrado com alguns exemplos específicos.

A luz solar atinge a Terra mais diretamente no equador e próximo a ele. A energia solar extra absorvida lá aquece o ar, a terra e a água. O calor da terra e da água é enviado de volta ao ar, aquecendo-o ainda mais. O ar quente sobe. Alguma coisa precisa tomar o seu lugar, então o ar mais frio do norte e do sul entra rapidamente. Isso cria um fluxo de ar - um circuito do equador para cima e se dividindo para o norte e o sul, então esfriando e caindo de volta para a superfície e invertendo a direção para seguir em direção ao equador novamente. Adicione efeitos de rotação da Terra e você terá ventos alísios - o fluxo constante de ar na superfície da Terra. Mesmo que os ventos sejam modificados pela rotação da Terra, é importante perceber que eles não são criados pela rotação da Terra. Sem energia solar, não haveria ventos alísios ou correntes de jato.

Alguns comprimentos de onda da energia solar são poderosos o suficiente para separar as moléculas. Eles fazem isso dando tanta energia a um elétron que ele dispara para fora da molécula. Esse é um processo chamado ionização, e os átomos com carga positiva que ficam para trás são chamados de íons. Na alta atmosfera, a 80 quilômetros (50 milhas) acima da superfície, as moléculas de oxigênio absorvem comprimentos de onda ultravioleta - comprimentos de onda de radiação solar entre 120 e 180 nanômetros (bilionésimos de um metro). Como a luz solar cria íons nessa altitude, essa camada da atmosfera é chamada de ionosfera. A luz solar afeta a atmosfera da Terra, mas um efeito colateral é que a atmosfera absorve essa perigosa radiação ultravioleta.

Cerca de 25 quilômetros (15 milhas) acima da superfície, a atmosfera é muito mais densa do que na ionosfera. Aqui está a maior densidade de moléculas de ozônio. Moléculas de oxigênio regulares são feitas de dois átomos de oxigênio; o ozônio é feito de três átomos de oxigênio. A ionosfera absorve o ultravioleta de 120 a 180 nanômetros, o ozônio abaixo absorve a radiação ultravioleta de 180 a 340 nanômetros. Há um equilíbrio natural porque a luz ultravioleta divide uma molécula de ozônio em uma molécula de oxigênio de dois átomos e um único átomo de oxigênio; mas quando um único átomo colide com outra molécula de oxigênio, a luz ultravioleta os ajuda a se unirem para formar uma nova molécula de oxigênio. Novamente, uma feliz coincidência é que a fotoquímica que ocorre na camada de ozônio absorve muita radiação ultravioleta que, de outra forma, chegaria à Terra e criaria um perigo para os organismos vivos.

Outro componente crítico da atmosfera é o vapor d'água. O vapor d'água transporta calor com mais facilidade do que os gases, portanto, a circulação do vapor d'água é de importância crítica para o clima. Também é de importância crítica para a vida na Terra, já que a água dos oceanos é aquecida pela luz do sol para subir na atmosfera, onde os ventos a sopram sobre a terra. Quando a água esfria, ela retorna à superfície como chuva. O movimento das frentes de tempestade é em grande parte o resultado de colisões entre massas de ar com diferentes conteúdos de água. Cada rajada de vento, cada tempestade que você já viu, cada tornado e furacão foi, portanto, impulsionado pela energia solar.