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Il sole irradia energia in tutte le direzioni. La maggior parte si dissipa nello spazio, ma la piccola frazione dell'energia del sole che raggiunge la Terra è sufficiente per riscaldare il pianeta e guidare il sistema meteorologico globale riscaldando l'atmosfera e gli oceani. Il delicato equilibrio tra la quantità di calore che la Terra riceve dal sole e il calore che la Terra irradia nello spazio rende possibile per il pianeta sostenere la vita.
Radiazione solare
La radiazione solare è creata dalle reazioni di fusione nucleare nel nucleo solare, che le fa emettere una grande quantità di radiazione elettromagnetica, principalmente sotto forma di luce visibile. Questa radiazione è l'energia che riscalda la Terra. La superficie dei soli emette circa 63 milioni di watt di energia per metro quadrato. Quando l'energia raggiunge la Terra, dopo aver percorso 150 milioni di chilometri, o 93 milioni di miglia, è diminuita a 1.370 watt per metro quadrato nella parte superiore dell'atmosfera direttamente di fronte al sole.
Trasmissione di energia
Le radiazioni elettromagnetiche, tra cui luce visibile, radiazione infrarossa, luce ultravioletta e raggi X, possono viaggiare attraverso il vuoto dello spazio. Altre forme di energia richiedono un mezzo fisico per muoversi. Ad esempio, l'energia del suono ha bisogno dell'aria o di un'altra sostanza da trasmettere e l'energia delle onde degli oceani ha bisogno dell'acqua. L'energia solare, tuttavia, può viaggiare dal sole alla Terra senza la necessità di una sostanza fisica per trasmettere l'energia.Questa caratteristica dell'energia elettromagnetica consente alla Terra di ricevere energia solare, incluso il calore.
Riscaldare la terra
Parte dell'energia solare che arriva sulla Terra rimbalza sull'atmosfera e sulle nuvole e torna nello spazio. La superficie della Terra riceve circa la metà della radiazione solare in arrivo. L'energia solare assume la forma di calore, luce visibile e raggi ultravioletti, il tipo di energia che provoca scottature. L'energia viene assorbita dalla materia, tra cui aria, acqua, rocce, edifici, marciapiedi e esseri viventi, e di conseguenza la materia viene riscaldata. La Terra non si riscalda uniformemente, principalmente perché alcune aree ricevono più radiazioni solari di altre. Le differenze di energia guidano i venti e le correnti oceaniche in tutto il pianeta.
reirradiazione
Se la Terra ricevesse costantemente energia solare senza alcun mezzo per perdere energia, diventerebbe continuamente più calda. La Terra irradia calore nello spazio, impedendo al pianeta di surriscaldarsi. La quantità di calore rigenerato è sensibile al tipo di gas nell'atmosfera; alcuni gas assorbono il calore in modo più efficace di altri e interferiscono con la ritaratura. Uno di questi gas è l'anidride carbonica. All'aumentare delle concentrazioni atmosferiche di biossido di carbonio, il bilancio del calore terrestre viene modificato, con più energia immagazzinata nell'atmosfera e meno calore che si irradia nello spazio, un fenomeno noto come effetto serra.