Come l'energia solare influisce sull'atmosfera terrestre

Né la brezza più leggera né la più grande tempesta sarebbero esistite senza l'energia solare.

Il sole fornisce energia per quasi tutto ciò che accade sulla Terra. Gli scienziati del Laboratorio di Fisica dell'Atmosfera e dello Spazio hanno detto chiaramente: "Le radiazioni solari alimentano le dinamiche di circolazione complesse e strettamente accoppiate, la chimica e le interazioni tra atmosfera, oceano, ghiaccio e terra che mantengono l'ambiente terrestre come l'habitat dell'umanità". In altre parole, praticamente tutto ciò che accade nell'atmosfera avviene a causa dell'energia solare. Questo può essere dimostrato con alcuni esempi specifici.

venti

La luce solare colpisce la Terra più direttamente vicino all'equatore. L'energia solare extra assorbita lì riscalda l'aria, la terra e l'acqua. Caldo dalla terra e l'acqua viene rimandata in aria, riscaldandola ancora di più. L'aria calda aumenta. Qualcosa deve prendere il suo posto, così l'aria più fredda proveniente da nord e sud si precipita dentro. Ciò crea un flusso d'aria - un circuito dall'equatore verso l'alto e che si divide a nord e sud, quindi si raffredda e ricade verso la superficie e si inverte la direzione verso dirigersi nuovamente verso l'equatore. Aggiungi gli effetti della rotazione terrestre e ottieni gli alisei - il flusso costante di aria attraverso la superficie terrestre. Anche se i venti sono modificati dalla rotazione della Terra, è importante rendersi conto che non sono creati dalla rotazione della Terra. Senza l'energia solare non ci sarebbero alisei o correnti a getto.

La ionosfera

Alcune lunghezze d'onda dell'energia solare sono abbastanza potenti da separare le molecole. Lo fanno dando così tanta energia a un elettrone che spara proprio fuori dalla molecola. Questo è un processo chiamato ionizzazione, e gli atomi caricati positivamente che vengono lasciati indietro sono chiamati ioni. Nell'atmosfera superiore, a 80 chilometri (50 miglia) sopra la superficie, le molecole di ossigeno assorbono le lunghezze d'onda dell'ultravioletto - lunghezze d'onda della radiazione solare tra 120 e 180 nanometri (miliardesimi di metro). Poiché la luce solare crea ioni a quell'altitudine, quello strato dell'atmosfera è chiamato ionosfera. La luce solare colpisce l'atmosfera terrestre, ma un effetto collaterale è che l'atmosfera assorbe questa pericolosa radiazione ultravioletta.

Lo strato di ozono

Circa 25 chilometri (15 miglia) sopra la superficie, l'atmosfera è molto più densa che nella ionosfera. Ecco la più alta densità di molecole di ozono. Le molecole regolari di ossigeno sono costituite da due atomi di ossigeno; l'ozono è composto da tre atomi di ossigeno. La ionosfera assorbe l'ultravioletto da 120 a 180 nanometri, l'ozono sottostante assorbe la radiazione ultravioletta da 180 a 340 nanometri. C'è un equilibrio naturale perché la luce ultravioletta divide una molecola di ozono in una molecola di ossigeno a due atomi e un singolo atomo di ossigeno; ma quando un singolo atomo si schianta contro un'altra molecola di ossigeno, la luce ultravioletta li aiuta a unirsi per formare una nuova molecola di ossigeno. Ancora una volta, una felice coincidenza è che la fotochimica che si svolge nello strato di ozono assorbe molte radiazioni ultraviolette che altrimenti potrebbero raggiungere la Terra e creare un pericolo per gli organismi viventi.

Acqua e tempo

Un altro componente critico dell'atmosfera è il vapore acqueo. Il vapore acqueo porta il calore più facilmente dei gas, quindi la circolazione del vapore acqueo è di fondamentale importanza per il clima. È anche di importanza fondamentale per la vita sulla Terra, poiché l'acqua degli oceani viene riscaldata dalla luce del sole per salire nell'atmosfera dove i venti soffiano sulla terra. Quando l'acqua si raffredda, ritorna in superficie sotto forma di pioggia. Il movimento dei fronti di tempesta è in gran parte il risultato di collisioni tra masse d'aria con diverso contenuto d'acqua. Ogni raffica di vento, ogni tempesta che tu abbia mai visto, ogni tornado e uragano era quindi guidata dall'energia solare.

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