O sol fornece energia para quase tudo o que acontece na Terra. Os cientistas do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial afirmam claramente: "A radiação solar potencializa a dinâmica de circulação complexa e fortemente acoplada, a química e as interações entre a atmosfera, os oceanos, o gelo e a terra que mantêm o ambiente terrestre como o habitat da humanidade." Em outras palavras, tudo o que acontece na atmosfera acontece por causa da energia solar. Isso pode ser demonstrado com alguns exemplos específicos.
Winds
A luz solar atinge a Terra mais diretamente no equador e perto dele. A energia solar extra absorvida aquece o ar, a terra e a água. O calor da terra e da água é enviado de volta para o ar, aquecendo-o ainda mais. O ar quente sobe. Alguma coisa tem que tomar seu lugar, então o ar mais frio do norte e do sul entra. Isso cria o fluxo de ar - um circuito do equador para cima e partindo para o norte e sul, esfriando e caindo de volta à superfície e invertendo a direção para siga em direção ao equador novamente. Acrescente efeitos da rotação da Terra e você terá ventos alísios - o fluxo constante de ar na superfície da Terra. Mesmo que os ventos sejam modificados pela rotação da Terra, é importante perceber que eles não são criados pela rotação da Terra. Sem energia solar, não haveria ventos alísios ou correntes de jato.
A ionosfera
Alguns comprimentos de onda da energia solar são poderosos o suficiente para separar as moléculas. Eles fazem isso dando tanta energia a um elétron que dispara para fora da molécula. Esse é um processo chamado ionização, e os átomos carregados positivamente que são deixados para trás são chamados de íons. Na atmosfera superior, 80 quilômetros acima da superfície, as moléculas de oxigênio absorvem comprimentos de onda ultravioleta - comprimentos de onda da radiação solar entre 120 e 180 nanômetros (bilionésimos de metro). Como a luz solar cria íons a essa altitude, essa camada da atmosfera é chamada de ionosfera. A luz solar afeta a atmosfera da Terra, mas um efeito colateral é que a atmosfera absorve essa radiação ultravioleta perigosa.
A camada de ozônio
A cerca de 25 quilômetros (15 milhas) acima da superfície, a atmosfera está longe mais denso que na ionosfera. Aqui está a maior densidade de moléculas de ozônio. Moléculas de oxigênio regulares são feitas de dois átomos de oxigênio; o ozônio é feito de três átomos de oxigênio. A ionosfera absorve o ultravioleta de 120 a 180 nanômetros, o ozônio abaixo absorve a radiação ultravioleta de 180 a 340 nanômetros. Há um equilíbrio natural porque a luz ultravioleta divide uma molécula de ozônio em uma molécula de oxigênio de dois átomos e um único átomo de oxigênio; mas quando um único átomo colide com outra molécula de oxigênio, a luz ultravioleta os ajuda a se unirem para formar uma nova molécula de oxigênio. Mais uma vez, uma feliz coincidência é que a fotoquímica que ocorre na camada de ozônio absorve muita radiação ultravioleta que, de outra forma, chegaria à Terra e criaria um risco para os organismos vivos.
Água e clima
componente crítico da atmosfera é o vapor de água. O vapor de água transporta o calor mais facilmente do que os gases, de modo que a circulação do vapor de água é de importância crítica para o clima. Também é de importância crítica para a vida na Terra, já que a água dos oceanos é aquecida pela luz do sol para se elevar na atmosfera onde os ventos sopram sobre a terra. Quando a água esfria, volta à superfície como chuva. O movimento das frentes de tempestade é em grande parte o resultado de colisões entre massas de ar com diferentes conteúdos de água. Todas as rajadas de vento, todas as tempestades que você já viu, todos os furacões e furacões foram impulsionados pela energia solar.
