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.
Winds
La luce solare colpisce la Terra più direttamente e 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 lontana più denso 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 Meteo
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.
