Сонце забезпечує енергією майже все, що відбувається на Землі. Вчені з лабораторії фізики атмосфери та космосу чітко заявили: "Сонячне випромінювання керує складною і тісно пов'язаною динамікою циркуляції, хімією та взаємодіями між атмосфера, океани, лід і земля, які підтримують земне середовище як середовище існування людства ". Іншими словами, майже все, що відбувається в атмосфері, відбувається через сонячну енергію енергія. Це можна продемонструвати на деяких конкретних прикладах.
Вітри
Сонячне світло потрапляє на Землю найбільш безпосередньо на екваторі та поблизу нього. Поглинена там додаткова сонячна енергія нагріває повітря, землю та воду. Тепло від землі та вода надходять назад у повітря, нагріваючи його ще більше. Гаряче повітря піднімається. Щось повинно зайняти його місце, тому наступає прохолодніше повітря з півночі та півдня. Це створює повітряний потік - ланцюг від екватора вгору і розбивається на північ і південь, потім охолоджується і падає назад на поверхню і повертає напрямок назад, щоб знову рухатися до екватора. Додайте ефекти обертання Землі, і ви отримаєте пасатні вітри - постійний потік повітря по поверхні Землі. Незважаючи на те, що вітри видозмінені обертанням Землі, важливо усвідомлювати, що вони не створюються обертанням Землі. Без сонячної енергії не було б пасатів або струменів.
Іоносфера
Деякі довжини хвиль сонячної енергії досить потужні, щоб розщеплювати молекули. Вони роблять це, віддаючи електрону стільки енергії, що він вистрілює прямо з молекули. Це процес, який називається іонізацією, а позитивно заряджені атоми, які залишаються позаду, називаються іонами. У верхніх шарах атмосфери, на відстані 80 кілометрів над поверхнею, молекули кисню поглинають ультрафіолетові довжини хвиль - довжини хвиль сонячного випромінювання від 120 до 180 нанометрів (мільярдні частки метр). Оскільки сонячне світло створює іони на цій висоті, цей шар атмосфери називається іоносферою. Сонячне світло впливає на атмосферу Землі, але побічним ефектом є те, що атмосфера поглинає це небезпечне ультрафіолетове випромінювання.
Озоновий шар
Близько 25 кілометрів (15 миль) над поверхнею атмосфера набагато щільніша, ніж в іоносфері. Тут найбільша щільність молекул озону. Регулярні молекули кисню складаються з двох атомів кисню; озон складається з трьох атомів кисню. Іоносфера поглинає 120-180-нанометровий ультрафіолет, озон внизу поглинає ультрафіолетове випромінювання від 180 до 340 нанометрів. Існує природний баланс, оскільки ультрафіолетове світло розділяє молекулу озону на двоатомну молекулу кисню та єдиний атом кисню; але коли один атом врізається в іншу молекулу кисню, ультрафіолетове світло допомагає їм об’єднатися, утворюючи нову молекулу кисню. Знову ж таки, щасливий збіг обставин полягає в тому, що фотохімія, що відбувається в озоновому шарі, поглинає велику кількість ультрафіолетового випромінювання, яке в іншому випадку потрапляє на Землю і створює небезпеку для живих організмів.
Вода і погода
Інша важлива складова атмосфери - водяна пара. Водяна пара легше переносить тепло, ніж гази, тому циркуляція водяної пари має вирішальне значення для погоди. Це також має вирішальне значення для життя на Землі, оскільки вода з океанів нагрівається сонячним світлом, щоб піднятися в атмосферу там, де вітри роздувають її над землею. Коли вода охолоджується, вона повертається на поверхню у вигляді дощу. Рух штормових фронтів значною мірою є результатом зіткнень між повітряними масами з різним вмістом води. Кожен порив вітру, кожна шторм, яку ви коли-небудь бачили, кожен торнадо та ураган були обумовлені сонячною енергією.