Περιεχόμενο
Ο ήλιος ακτινοβολεί ενέργεια προς όλες τις κατευθύνσεις. Τα περισσότερα από αυτά διαχέονται στο διάστημα, αλλά το μικροσκοπικό μέρος της ηλιακής ενέργειας που φτάνει στη Γη είναι αρκετό για να θερμάνει τον πλανήτη και να οδηγήσει το παγκόσμιο καιρικό σύστημα θερμαίνοντας την ατμόσφαιρα και τους ωκεανούς. Η λεπτή ισορροπία μεταξύ της ποσότητας θερμότητας που λαμβάνει η Γη από τον ήλιο και της θερμότητας που εκπέμπει η Γη στο διάστημα δίνει τη δυνατότητα στον πλανήτη να διατηρήσει τη ζωή.
Ηλιακή ακτινοβολία
Η ηλιακή ακτινοβολία δημιουργείται από αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης στον πυρήνα του ήλιου, γεγονός που την αναγκάζει να εκπέμπει μεγάλη ποσότητα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, κυρίως με τη μορφή ορατού φωτός. Αυτή η ακτινοβολία είναι η ενέργεια που θερμαίνει τη Γη. Η επιφάνεια του ήλιου εκπέμπει περίπου 63 εκατομμύρια βατ ενέργειας ενέργειας ανά τετραγωνικό μέτρο. Μέχρι τη στιγμή που η ενέργεια φτάνει στη Γη, αφού έχει ταξιδέψει 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα ή 93 εκατομμύρια μίλια, έχει μειωθεί στα 1.370 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο στην κορυφή της ατμόσφαιρας που βρίσκεται απέναντι από τον ήλιο.
Μεταφορά ενέργειας
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένου του ορατού φωτός, της υπέρυθρης ακτινοβολίας, του υπεριώδους φωτός και των ακτίνων Χ, μπορεί να ταξιδέψει μέσα από το κενό του χώρου. Άλλες μορφές ενέργειας απαιτούν τη διέλευση φυσικών μέσων. Για παράδειγμα, η ηχητική ενέργεια χρειάζεται αέρα ή άλλη ουσία που πρέπει να μεταδοθεί και η ενέργεια των κυμάτων των ωκεανών χρειάζεται νερό. Η ηλιακή ενέργεια, ωστόσο, μπορεί να ταξιδέψει από τον ήλιο στη Γη χωρίς την ανάγκη για μια φυσική ουσία να μεταδώσει την ενέργεια.Αυτό το χαρακτηριστικό της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας επιτρέπει στη Γη να δέχεται ηλιακή ενέργεια, συμπεριλαμβανομένης της θερμότητας.
Θέρμανση της Γης
Κάποια από την ηλιακή ενέργεια που φτάνει στη Γη αναπηδά από την ατμόσφαιρα και τα σύννεφα και πίσω στο διάστημα. Η επιφάνεια της Γης λαμβάνει περίπου το ήμισυ της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Η ηλιακή ενέργεια λαμβάνει τη μορφή θερμότητας και ορατού φωτός καθώς και υπεριώδους ακτινοβολίας, τον τύπο ενέργειας που προκαλεί ηλιακό έγκαυμα. Η ενέργεια απορροφάται από την ύλη, συμπεριλαμβανομένου του αέρα, του νερού, των βράχων, των κτιρίων, του πεζοδρομίου και των ζωντανών πραγμάτων, και το θέμα θερμαίνεται ως αποτέλεσμα. Η Γη δεν θερμαίνεται ομοιόμορφα, κυρίως επειδή ορισμένες περιοχές λαμβάνουν περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία από άλλες. Οι διαφορές στην ενέργεια οδηγούν τους ανέμους και τα ωκεάνια ρεύματα σε ολόκληρο τον πλανήτη.
Επανάληψη
Αν η Γη λάβει συνεχώς ηλιακή ενέργεια χωρίς να χάνει ενέργεια, θα αυξανόταν συνεχώς. Η Γη ακτινοβολεί τη θερμότητα πίσω στο διάστημα, εμποδίζοντας τον πλανήτη από υπερθέρμανση. Η ποσότητα της επαναλαμβανόμενης θερμότητας είναι ευαίσθητη στο είδος των αερίων στην ατμόσφαιρα. μερικά αέρια απορροφούν θερμότητα πιο αποτελεσματικά από άλλα και παρεμποδίζουν την επαναδημιουργία. Ένα από αυτά τα αέρια είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Καθώς αυξάνονται οι συγκεντρώσεις του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, ο προϋπολογισμός για τη θερμότητα της Γης μεταβάλλεται, με περισσότερη ενέργεια που αποθηκεύεται στην ατμόσφαιρα και λιγότερη θερμότητα που εκπέμπει πίσω στο διάστημα, ένα φαινόμενο γνωστό ως φαινόμενο θερμοκηπίου.