Solen ger energi till nästan allt som händer på jorden. Forskare vid laboratoriet för atmosfärs- och rymdfysik uttryckte det tydligt: "Solstrålning driver den komplexa och tätt kopplade cirkulationsdynamiken, kemin och interaktioner mellan atmosfär, hav, is och land som bibehåller den markbundna miljön som mänsklighetens livsmiljö. ”Sagt på ett annat sätt, nästan allt som händer i atmosfären händer på grund av sol energi. Detta kan demonstreras med några specifika exempel.
Vindar
Solljus träffar jorden mest direkt vid och nära ekvatorn. Den extra solenergi som absorberas där värmer upp luft, land och vatten. Värme från land och vatten skickas tillbaka upp i luften, värmer det ännu mer. Den heta luften stiger. Något måste ta plats, så svalare luft från norr och söder rusar in. Det skapar luftflöde - en krets från ekvatorn upp och delas i norr och söder, sedan kyler och faller tillbaka ner till ytan och vänder riktning för att gå mot ekvatorn igen. Lägg till effekterna av jordens rotation så får du passatvindar - det konstanta luftflödet över jordytan. Trots att vindarna modifieras av jordens rotation är det viktigt att inse att de inte skapas av jordens rotation. Utan solenergi skulle det inte finnas några vindar eller jetströmmar.
Jonosfären
Vissa våglängder av solenergi är tillräckligt kraftfulla för att dela upp molekyler. De gör detta genom att ge så mycket energi till en elektron att den skjuter rakt ut ur molekylen. Det är en process som kallas jonisering, och de positivt laddade atomerna som lämnas kallas joner. I den övre atmosfären, 80 kilometer (50 miles) över ytan, absorberar syremolekyler ultravioletta våglängder - solstrålning våglängder mellan 120 och 180 nanometer (miljarddelar av en meter). Eftersom solljus skapar joner på den höjden kallas detta lager av atmosfären jonosfären. Solljus påverkar jordens atmosfär, men en bieffekt är att atmosfären absorberar denna farliga ultravioletta strålning.
Ozonskiktet
Cirka 25 kilometer över ytan är atmosfären mycket tätare än i jonosfären. Här är den högsta densiteten av ozonmolekyler. Regelbundna syremolekyler är gjorda av två syreatomer; ozon är tillverkat av tre syreatomer. Jonosfären absorberar ultraviolett 120 till 180 nanometer, ozon under absorberar ultraviolett strålning från 180 till 340 nanometer. Det finns en naturlig balans eftersom ultraviolett ljus delar upp en ozonmolekyl i en tvåatoms syremolekyl och en enda syreatom; men när en enda atom kraschar in i en annan syremolekyl hjälper ultraviolett ljus dem att gå ihop för att skapa en ny syremolekyl. Återigen är en lycklig tillfällighet att fotokemin som äger rum vid ozonskiktet absorberar mycket ultraviolett strålning som annars skulle göra det till jorden och skapa en fara för levande organismer.
Vatten och väder
En annan kritisk komponent i atmosfären är vattenånga. Vattenånga transporterar värme lättare än gaser, så cirkulationen av vattenånga är av avgörande betydelse för vädret. Det är också av avgörande betydelse för livet på jorden, eftersom vatten från haven värms upp av solljus för att stiga upp i atmosfären där vindar blåser över landet. När vattnet svalnar återgår det till ytan som regn. Stormfrontens rörelse är till stor del ett resultat av kollisioner mellan luftmassor med olika vatteninnehåll. Varje vindkast, varje storm du någonsin har sett, varje tornado och orkan drevs därför av solenergi.