Inhoud
De zon straalt energie uit in alle richtingen. Het meeste verdwijnt door de ruimte, maar een klein deel van de zonne-energie bereikt de aarde en is voldoende om de planeet te verwarmen en het wereldwijde klimaatsysteem te beheersen door de atmosfeer en de oceanen te verwarmen. Het delicate evenwicht tussen de hoeveelheid warmte die de aarde van de zon ontvangt en de warmte die de aarde terug de ruimte in straalt, maakt leven op deze planeet mogelijk.
Zonnestraling
Zonnestraling ontstaat door kernfusies in het centrum van de zon, waardoor deze veel elektromagnetische straling afgeeft, waarvan de meeste in de vorm van licht. Deze straling is de energie die de aarde verwarmt. Het zonne-oppervlak zendt ongeveer 63 miljoen watt aan energie per vier vierkante meter uit. Wanneer die energie de aarde bereikt, na 150 miljoen kilometer afgelegd te hebben, is ze al teruggebracht tot 1.370 watt per vierkante meter. Het is deze hoeveelheid energie die van invloed is op het oppervlak van de atmosfeer van de aarde dat direct naar de zon gericht is.
Krachtoverbrenging
Elektromagnetische straling, inclusief zichtbaar licht, infraroodstralen, ultraviolet licht en röntgenstralen, kan door het vacuüm van de ruimte reizen. Andere vormen van energie hebben een fysiek middel nodig waarmee ze kunnen bewegen. Geluidsenergie heeft bijvoorbeeld lucht of een andere stof nodig om te worden overgedragen, en oceaangolfenergie heeft water nodig. Zonne-energie kan echter van de zon naar de aarde reizen zonder een fysieke substantie die het overbrengt. Deze eigenschap van elektromagnetische energie maakt het mogelijk dat de aarde energie en warmte van de zon ontvangt.
De aarde opwarmen
Een deel van de zonne-energie die de aarde bereikt, raakt de atmosfeer en wolken en keert terug naar de ruimte. Het aardoppervlak absorbeert ongeveer de helft van de ontvangen zonnestraling. Zonne-energie neemt de vorm aan van zichtbare warmte en licht, evenals ultraviolette stralen, die brandwonden veroorzaken. Energie wordt door materie opgenomen; zoals bijvoorbeeld door lucht, water, rotsen, gebouwen, trottoirs en levende wezens, en het resultaat hiervan is de verwarming van materie. De aarde wordt niet gelijkmatig verwarmd. De belangrijkste reden hiervoor is dat sommige gebieden meer zonnestraling ontvangen dan andere.De energieverschillen beheersen de wind en zeestromingen over de hele wereld.
Herbestraling
Als de aarde constant zonne-energie zou ontvangen zonder die energie te kunnen verliezen, zou het steeds heter worden. De aarde straalt warmte terug de ruimte in, waardoor wordt voorkomen dat de planeet oververhit raakt. De hoeveelheid opnieuw uitgestraalde warmte is gevoelig voor atmosferische gassen. Sommige gassen absorberen warmte effectiever dan andere en interfereren met herstraling. Een van deze gassen is kooldioxide. Naarmate de concentratie kooldioxide in de atmosfeer toeneemt, verandert de energiebalans van de aarde: er wordt meer energie opgeslagen in onze atmosfeer en er wordt minder warmte opnieuw uitgestraald in de ruimte. Dit fenomeen staat bekend als het broeikaseffect.
