Güneş Dünyamızı nasıl ısıtır? Güneşten Dünyaya ısı akışı nasıl gerçekleşir, neyle orantılıdır, değişim olur mu? Güneş radyasyonunun özellikleri.
Dünyanın ısınmasına neden olan ısı aslında güneşten gelir. Güneş, başta hidrojen olmak üzere büyük bir gaz topudur. Her gün güneşteki hidrojen milyonlarca ve milyonlarca kimyasal reaksiyonla helyuma dönüştürülür. Bu reaksiyonların yan ürünü ısıdır.
Dünyaya Ulaşması
Güneşin kimyasal reaksiyonlarından salınan ısı güneşin yakınında kalmaz, daha çok güneşten uzaya yayılır. Tepkiler sayesinde o kadar çok enerji açığa çıkıyor ki, dünya güneşten milyonlarca mil uzakta olsa bile, bazıları hala dünyaya ulaşabilir. Isı enerjisi genellikle dünyaya ışık şeklinde ulaşır ve güneş ışınlarının çoğu ultraviyole spektrumdadır. Bu yolla ısı transferi termal radyasyon (ışınım) olarak bilinir.
Isı transferi
Güneşten gelen ısı enerjisinin bir kısmı yeryüzünün atmosferinden geri döner, ancak bir kısmı atmosfere geçer ve yeryüzüne ulaşır. Dünyanın yüzeyine ulaşan enerji onu ısıtır. Ekstra enerji, yan ürün olarak tekrar ısı veren kimyasal reaksiyonlara neden olur – bu ısı, aynı termal radyasyon işlemi ile serbest bırakılır. Isı enerjisinin bir kısmı atmosferdeki sera gazları tarafından hapsolur ve dünyanın sıcaklığı artar.
Dünyanın aldığı güneş radyasyonu miktarı, güneşten uzaklığıyla çok yakından ilgilidir. Dünya’nın güneşten uzaklığı ve yörünge özellikleri gezegenimizin aldığı radyasyon miktarı üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Ancak tüm güneş ışığı Dünya tarafından emilmez. Bazıları ısıya dönüştürülmek yerine uzaya yansıtılır.
Ters kare kanunu
Ters kare kanunu fizikte yerçekimi, elektrostatik ve ışığın yayılması gibi birçok fenomen için geçerli olan temel bir kavramdır. Yasa, belirli bir miktarın veya yoğunluğun, kaynaktan uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğunu belirtir. Örneğin, Merkür’ün yüzeyindeki güneş radyasyonunun yoğunluğu Dünya’nınkinden neredeyse dokuz kat daha fazladır, ancak Merkür Güneş’e sadece üç kat daha yakındır. Güneşe olan mesafeyi üçe katlamak, Dünya yüzeyine ulaşan radyasyon miktarını Merkür’deki ışık seviyesinin dokuzda birine düşürür.
Yörünge Varyasyonları
Kepler’in ilk gezegensel hareket yasasına, yörüngeler yasasına göre, Dünya güneşin etrafında eliptik bir yolda ilerliyor. Dünya ve güneş arasındaki mesafe yıl boyunca biraz değişir. Güneşten en uzak mesafede bulunan dönemde Dünya 152 milyon km uzaklıktadır. Ancak, güneşten en yakın mesafede olan dönemde Dünya 147 milyon km uzaklıktadır. Sonuç olarak, yıl boyunca Dünya’nın yüzeyine ulaşan ışık miktarı yüzde birkaç oranında değişir.
Güneş radyasyonu
Bilim adamları yıllar boyunca, SORCE uydu misyonunun bir parçası olan Total Irradiance Monitor gibi enstrümanları ve uyduları kullanarak doğrudan güneş radyasyonunu izlediler. Çalışmalar, güneş üretiminin dakikadan dakikaya değiştiğini ve binlerce yıl boyunca büyük ölçüde değiştiğini gösteriyor. Bu varyasyonlar Dünya iklimindeki değişiklikleri etkileyebilir. Güneş lekeleri de güneş enerjisi ile ilişkilidir. Güneş lekesi aktivitesinin geçmiş kayıtları, fazla güneş lekesi olduğunda güneş enerjisinin daha yüksek olduğunu göstermektedir.