Kako sončna energija vpliva na zemeljsko atmosfero

Sonce zagotavlja energijo za skoraj vse, kar se dogaja na Zemlji. Znanstveniki iz Laboratorija za fiziko atmosfere in vesolja so to jasno povedali: "Sončno sevanje poganja zapleteno in tesno povezano dinamiko kroženja, kemijo in interakcije med ozračje, oceani, led in kopno, ki kopensko okolje ohranjajo kot življenjski prostor človeštva. "Drugače rečeno, skoraj vse, kar se dogaja v ozračju, se zgodi zaradi sonca energija. To lahko dokažemo z nekaj konkretnimi primeri.

Sončna svetloba najbolj neposredno prizadene Zemljo na in v bližini ekvatorja. Dodatna sončna energija, ki se tam absorbira, ogreva zrak, zemljo in vodo. Toplota s kopnega in voda se pošljeta nazaj v zrak, kar jo še bolj ogreva. Vroč zrak se dvigne. Nekaj ​​mora zavzeti svoje mesto, zato prihiti hladnejši zrak s severa in juga. To ustvarja zračni tok - vezje od ekvatorja navzgor in delitev na sever in jug, nato se ohladi in pade nazaj na površino ter obrne smer, da se spet odpravi proti ekvatorju. Dodajte še učinke vrtenja Zemlje in dobite pasat - stalni pretok zraka po zemeljski površini. Čeprav vetrove spreminja vrtenje Zemlje, je pomembno vedeti, da jih ni ustvaril vrtenje Zemlje. Brez sončne energije ne bi bilo pasatov ali curkov.

Nekatere valovne dolžine sončne energije so dovolj močne, da molekule delijo narazen. To storijo tako, da elektronu dajo toliko energije, da strelja naravnost iz molekule. To je postopek, ki se imenuje ionizacija, pozitivno nabiti atomi, ki ostanejo, pa se imenujejo ioni. V zgornjem sloju atmosfere, 80 kilometrov nad površino, molekule kisika absorbirajo ultravijolične valovne dolžine - valovne dolžine sončnega sevanja med 120 in 180 nanometri (milijardite meter). Ker sončna svetloba ustvarja ione na tej nadmorski višini, se ta plast ozračja imenuje ionosfera. Sončna svetloba vpliva na zemeljsko atmosfero, stranski učinek pa je ta, da ozračje absorbira to nevarno ultravijolično sevanje.

Približno 25 kilometrov (15 milj) nad površjem je ozračje veliko gostejše kot v ionosferi. Tu je največja gostota molekul ozona. Redne molekule kisika so narejene iz dveh atomov kisika; ozon je narejen iz treh atomov kisika. Ionosfera absorbira ultravijolično svetlobo od 120 do 180 nanometrov, ozon pod njo pa absorbira ultravijolično sevanje od 180 do 340 nanometrov. Obstaja naravno ravnovesje, ker ultravijolična svetloba deli molekulo ozona na dvoatomsko molekulo kisika in en atom kisika; ko pa en sam atom trči v drugo molekulo kisika, jim ultravijolična svetloba pomaga, da se združijo in tvorijo novo molekulo kisika. Še enkrat srečno naključje je, da fotokemija, ki poteka na ozonski plasti, absorbira veliko ultravijoličnega sevanja, ki bi sicer prišlo na Zemljo in bi pomenilo nevarnost za žive organizme.

Druga pomembna sestavina ozračja je vodna para. Vodna para lažje prenaša toploto kot plini, zato je kroženje vodne pare ključnega pomena za vreme. Prav tako je ključnega pomena za življenje na Zemlji, saj se voda iz oceanov segreva s sončno svetlobo, da se dvigne v ozračje, kjer jo vetrovi pihajo po kopnem. Ko se voda ohladi, se vrne na površje kot dež. Premikanje nevihtnih front je v veliki meri posledica trkov med zračnimi masami z različno vsebnostjo vode. Vsak sunek vetra, vsako nevihto, ki ste jo kdaj videli, vsak tornado in orkan je torej poganjala sončna energija.