Dünyanın ana enerji kaynağı güneşten gelir. Dünyaya sadece ışık değil aynı zamanda sıcaklık da sağlar. Güneş olmasaydı, Dünya soğuk ve cansız bir gezegen olurdu. Fakat güneşin enerjisi dünyaya tam olarak nasıl aktarılır?
Radyasyon
Radyasyon, enerjinin görünür ışık yoluyla aktarılmasıdır. Güneş ışığı her zaman dünyanın yüzeyinde bir yerde parladığı için, güneş radyasyon adı verilen bir süreçle dünyanın yüzeyini sürekli olarak ısıtır. Radyasyonun dünya yüzeyine aktarılmasının üç yolu vardır. Bunlara ultraviyole radyasyon, görünür ışık ve diğer elektromanyetik dalga formları dahildir.
Güneş radyasyonunun yaklaşık yüzde ellisi hem doğrudan hem de dolaylı olarak dünya yüzeyi tarafından emilir. Güneş radyasyonu absorpsiyon oranı, alanın fiziksel özelliklerine bağlıdır. Örnek olarak, su karaya göre ısındığında, su karaya göre daha yavaş soğur.
Dünya her zaman güneş ışınımını emer ama karşılığında uzaya da enerji gönderir. Güneş radyasyonunun tahminen yüzde on beşi atmosfer tarafından emilir. Enerjiyi uzaya geri yansıtmaya gelince, dünya yüzeyinden yalnızca yüzde dördü, atmosferden yalnızca yüzde altısı ve bulutlardan yaklaşık yüzde yirmisi yansıtılır.
Hiç boğucu bir yaz gününde dışarıda oturdunuz ve dışarının neden bu kadar sıcak olduğunu merak ettiniz mi? Çoğu insan bunun, güneş ışınlarının atmosfere çarpması nedeniyle olduğunu varsayıyor. Bununla birlikte, kısa dalga boylarında hareket eden güneş radyasyonunun çoğu, bu nedenle atmosfer tarafından çok iyi emilmez. Bunun yerine, dünya yüzeyi tarafından emilmek için dünya atmosferinden geçer.
Dünya yüzeyinin bu enerjinin küçük bir yüzdesini atmosfere geri yansıttığını unutmayın. Bu olduğunda, daha uzun dalga boylarında yapılır ve daha sonra atmosfer tarafından basitçe geçmek yerine emilir. Böylece iletim ve konveksiyon işlemlerini kullanarak havayı ısıtır.
İletim
İletim, moleküllerin çarpıştığı ve enerji transferleri olduğu zamandır. Peki bu, güneşin dünyayı nasıl ısıttığıyla nasıl ilişkilidir? Bir su ısıtıcısını ısıtmak için ocağınızın brülörünü açmayı düşünün. Sıcak brülör güneş ışınlarıyla ısıtılan dünyayı, alttaki su ise atmosferin en alt seviyesindeki havayı temsil eder. Enerji transferi, yeryüzüne yakın olan sıcak parçacıkların, dünya atmosferinin en alt tabakasındaki parçacıklara aktarılmasıyla gerçekleşir.
Konveksiyon
Konveksiyon, enerji ısıtılan maddenin akışıyla aktarıldığında meydana gelir. Bu süreç, güneş tarafından sağlanan enerjinin gezegeni ısıtmak için dönüştürülmesinde önemli bir rol oynar. İletim süreci boyunca, dünya atmosferinin alt seviyeleri ısıtılır, ancak ısı atmosferin diğer seviyelerini ısıtmak için nasıl yükselir? Bu, konveksiyon süreçleri aracılığıyla yapılır.
Sıcak brülörde ısınan su ısıtıcısını tekrar düşünün. İletim, tencerenin dibindeki suyun ısıtılmasıyla gerçekleşse de, sonunda tenceredeki suyun tamamı ısıtılır. Su ısındığında genişler ve yukarı doğru yükselen kabarcıklar oluşturur. Bununla birlikte, üstteki su soğur ve sonunda tekrar ısıtılmak üzere su ısıtıcısının dibine geri döner.
Dünya atmosferindeki konveksiyon süreci, suyu kaynatmak için kullanılan sürece çok benzer. Dünya yüzeyine yakın hava cepleri ısınır. Çoğu insan ısının yükseldiğini bilir ama pek çok insan nedenini bilmez. Bu hava cepleri ısıtıldığında, daha az yoğun hale gelirler ve atmosfere yükselmeye başlarlar.
Bu sıcak yükselme atmosferde bir kez yükseldiğinde, genişlemeye başlar. Çevredeki atmosfer serindir, bu nedenle sıcak hava ceplerini soğutmaya başlar. Bu, yoğunluğun artmasına neden olur, böylece bir kez ısınan hava cebi, süreci yeniden başlatmak için tekrar ısıtılmak üzere dünya yüzeyine geri döner. Bu konveksiyon akımları havayı hareket ettirir ve bu gezegende yaşamın sürdürülmesine yardımcı olur.