Overførsel af solenergi gennem Jordens systemer
Dette afsnit fokuserer på at identificere og analysere de processer, hvorved energi fra solen overføres (f.eks. stråling, ledning og konvektion) gennem Jordens systemer (f.eks. biosfære, hydrosfære, geosfære, atmosfære og kryosfære). Det præsenterede materiale er udformet med henblik på at hjælpe dig med at opfylde følgende mål.
- Identificere og analysere de processer, hvorved energi fra solen overføres (f.eks. stråling, ledning og konvektion) i alle Jordens systemer (f.eks. biosfære, hydrosfære, geosfære, atmosfære og kryosfære).
Når solens energi bevæger sig gennem rummet, når den frem til Jordens atmosfære og til sidst til jordens overflade. Denne strålende solenergi opvarmer atmosfæren og bliver til varmeenergi. Denne varmeenergi overføres i hele planetens systemer på tre måder: ved stråling, ledning og konvektion.
Ledning “er overførsel af varme fra et molekyle til et andet inden for et stof” (Rousay, 2006, par. 5). Konduktion overfører varme mellem stoffer, der er i direkte kontakt med hinanden. Varmeenergi bevæger sig fra varmere til koldere områder. Tag et eksempel med en metalsuppeske, som overfører suppens varme til dine fingre, der holder skeen. Metal er en fremragende leder af varme. De tæt pakkede molekyler i den solide metalske vibrerer i deres positioner og overfører hurtigt energi fra molekyle til molekyle, indtil denne energi når frem til dine fingre. Jo varmere molekylerne er, jo hurtigere vibrerer de og støder mod hinanden og flytter varme gennem den solide metalske. Med hensyn til opvarmning af jordens overflade viser det sig imidlertid, at “luft er en ekstremt dårlig varmeleder. Derfor er ledning kun vigtig i atmosfæren inden for de første millimeter tættest på overfladen. Hvordan overfører luften så energi fra et område til et andet?” (Rousay, par. 5)
Her kommer konvektion ind i billedet. “Konvektion er overførsel af varme gennem bevægelse af en væske som f.eks. vand eller luft. Denne type varmeoverførsel kan finde sted i væsker og gasser, fordi de bevæger sig frit, hvilket gør det muligt at etablere varme eller kolde strømme.” (Rousay, stk. 6). Denne overførsel af varmeenergi ved den faktiske bevægelse af de opvarmede molekyler kaldes konvektion, en metode til energioverførsel, der kan finde sted i væsker som luft og vand. “Når Jordens overflade absorberer sollys, absorberer visse dele af overfladen mere end andre dele. Jordens overflade og luften nær overfladen opvarmes ujævnt. Den varmeste luft udvider sig, har mindre tæthed end den omgivende kolde luft, bliver opdriftsgivende og stiger op. Disse stigende “bobler” af varm luft, kaldet termik, overfører varme op i atmosfæren” (Rousay, stk. 6). Disse termiske strømme kan resultere i dannelse af skyer, som igen kan fungere som en anden vektor for energioverførsel.