Přenos sluneční energie zemskými systémy
Tato část je zaměřena na identifikaci a analýzu procesů, kterými je energie ze Slunce přenášena (např. zářením, vedením a konvekcí) do všech zemských systémů (např. biosféry, hydrosféry, geosféry, atmosféry a kryosféry). Předkládaný materiál je navržen tak, aby vám pomohl splnit následující cíl.
- Identifikovat a analyzovat procesy, kterými se energie ze Slunce přenáší (např. zářením, vedením a konvekcí) do všech systémů Země (např. biosféry, hydrosféry, geosféry, atmosféry a kryosféry).
Při pohybu sluneční energie vesmírem se dostává do zemské atmosféry a nakonec na zemský povrch. Tato zářivá sluneční energie ohřívá atmosféru a stává se tepelnou energií. Tato tepelná energie se v systémech planety přenáší třemi způsoby: sáláním, vedením a konvekcí.
Vedení „je přenos tepla z jedné molekuly na druhou v rámci látky“ (Rousay, 2006, odst. 5). Vedením se přenáší teplo mezi látkami, které jsou ve vzájemném přímém kontaktu. Tepelná energie se pohybuje z teplejších oblastí do chladnějších. Vezměme si příklad kovové polévkové lžíce, která přenáší teplo polévky na vaše prsty držící tuto lžíci. Kov je výborným vodičem tepla. Těsně zabalené molekuly v pevné kovové lžíci vibrují ve svých polohách a rychle předávají energii z molekuly na molekulu, dokud se tato energie nedostane k vašim prstům. Čím jsou molekuly teplejší, tím rychleji vibrují a narážejí na sebe, čímž přenášejí teplo přes pevnou kovovou lžíci. Z hlediska ohřevu zemského povrchu se však „ukazuje, že vzduch je extrémně špatným vodičem tepla. Proto má vedení tepla v atmosféře význam pouze v prvních několika milimetrech nejblíže povrchu. Jak tedy vzduch přenáší energii z jedné oblasti do druhé?“ (Rousay, odst. 5)
Tady přichází na řadu konvekce. „Konvekce je přenos tepla pohybem tekutiny, například vody nebo vzduchu. K tomuto typu přenosu tepla může docházet v kapalinách a plynech, protože se volně pohybují, což umožňuje vytváření teplých nebo studených proudů.“ (Rousay, odst. 6) Tento přenos tepelné energie skutečným pohybem zahřátých molekul se nazývá konvekce, způsob přenosu energie, který může probíhat v tekutinách, jako je vzduch a voda. „Jak zemský povrch absorbuje sluneční světlo, určité části povrchu absorbují více než jiné části. Zemský povrch a vzduch v jeho blízkosti se zahřívají nerovnoměrně. Nejteplejší vzduch se rozpíná, má menší hustotu než okolní chladný vzduch, stává se vztlakovým a stoupá. Tyto stoupající „bubliny“ teplého vzduchu, nazývané termika, působí na přenos tepla vzhůru do atmosféry“ (Rousay, odst. 6). Tyto termiky mohou vést ke vzniku mraků, které zase mohou sloužit jako další vektor přenosu energie.
.