Hvordan Jorden fanger solenergi:Videnskaben om planetarisk opvarmning

Af David Sarokin Opdateret 24. marts 2022

Design Pics/Carl Shaneff/Design Pics/Getty Images

Solen udstråler energi i alle retninger. Det meste af det spreder sig ud i rummet, men den lille del af solens energi, der når Jorden, er nok til at opvarme planeten og drive det globale vejrsystem ved at opvarme atmosfæren og havene. Den delikate balance mellem den mængde varme, Jorden modtager fra solen, og den varme, som Jorden udstråler tilbage til rummet, gør det muligt for planeten at opretholde liv.

Solstråling

Solstråling

Solstråling skabes af kernefusionsreaktioner i solens kerne, som får den til at udsende en stor mængde elektromagnetisk stråling, mest i form af synligt lys. Denne stråling er den energi, der opvarmer Jorden. Solens overflade udsender omkring 63 millioner watt energi per kvadratmeter. På det tidspunkt, hvor energien når Jorden, efter at have rejst 150 millioner kilometer, eller 93 millioner miles, er den faldet til 1.370 watt pr. kvadratmeter i toppen af atmosfæren direkte mod solen.

Energitransmission

Energitransmission

Elektromagnetisk stråling, herunder synligt lys, infrarød stråling, ultraviolet lys og røntgenstråler, kan rejse gennem rummets vakuum. Andre former for energi kræver et fysisk medie at bevæge sig igennem. For eksempel kræver lydenergi luft eller et andet stof for at blive transmitteret, og havenes bølgeenergi har brug for vand. Solenergi kan dog rejse fra solen til Jorden uden behov for et fysisk stof til at overføre energien. Denne egenskab ved elektromagnetisk energi gør det muligt for Jorden at modtage solenergi, inklusive varme.

Opvarmning af jorden

Opvarmning af jorden

Noget af den solenergi, der ankommer til Jorden, hopper af atmosfæren og skyerne og tilbage i rummet. Jordens overflade modtager omkring halvdelen af ​​den indkommende solstråling. Solenergien tager form af varme og synligt lys samt ultraviolette stråler, den type energi, der forårsager solskoldning. Energien optages af stof, herunder luft, vand, sten, bygninger, fortove og levende ting, og stoffet opvarmes som følge heraf. Jorden opvarmes ikke jævnt, primært fordi nogle områder modtager mere solstråling end andre. Forskellene i energi driver vinden og havstrømmene over hele planeten.

Genstråling

Genstråling

Hvis Jorden konstant modtog solenergi uden nogen måde at miste energi på, ville den konstant blive varmere. Jorden udstråler varme tilbage til rummet, hvilket forhindrer planeten i at overophedes. Mængden af ​​genudstrålet varme er følsom over for typen af ​​gasser i atmosfæren; nogle gasser absorberer varme mere effektivt end andre og forstyrrer genstråling. En af disse gasser er kuldioxid. Efterhånden som atmosfæriske kuldioxidkoncentrationer stiger, ændres Jordens varmebudget, med mere energi lagret i atmosfæren og mindre varme udstråler tilbage til rummet, et fænomen kendt som drivhuseffekten.