Överföring av solens energi genom jordens system
Detta avsnitt fokuserar på att identifiera och analysera processer genom vilka energi från solen överförs (t.ex. strålning, konduktion och konvektion) genom jordens system (t.ex. biosfären, hydrosfären, geosfären, atmosfären och kryosfären). Det material som presenteras är utformat för att hjälpa dig att uppnå följande mål.
- Identifiera och analysera processer genom vilka energi från solen överförs (t.ex. strålning, konduktion och konvektion) genom jordens system (t.ex. biosfären, hydrosfären, geosfären, atmosfären och kryosfären).
När solens energi rör sig genom rymden når den jordens atmosfär och slutligen ytan. Denna strålande solenergi värmer upp atmosfären och blir till värmeenergi. Denna värmeenergi överförs genom planetens system på tre sätt: genom strålning, konduktion och konvektion.
Konduktion ”är överföringen av värme från en molekyl till en annan inom ett ämne” (Rousay, 2006, par. 5). Konduktion överför värme mellan ämnen som är i direkt kontakt med varandra. Värmeenergi rör sig från varmare till kallare områden. Ta exemplet med en soppsked i metall som överför soppans värme till dina fingrar som håller i skeden. Metall är en utmärkt värmeledare. De tätt packade molekylerna i den solida metallskeden vibrerar i sina positioner och överför snabbt energi från molekyl till molekyl tills denna energi når dina fingrar. Ju varmare molekylerna är, desto snabbare vibrerar de och stöter mot varandra, vilket förflyttar värme genom den solida metallskeden. När det gäller uppvärmning av jordens yta ”visar det sig dock att luft är en extremt dålig värmeledare. Därför är konduktion endast viktig i atmosfären inom de första millimetrarna närmast ytan. Hur överför då luften energi från en region till en annan?”. (Rousay, par. 5)
Här kommer konvektionen in. ”Konvektion är överföring av värme genom rörelse av en vätska som vatten eller luft. Denna typ av värmeöverföring kan ske i vätskor och gaser eftersom de rör sig fritt, vilket gör det möjligt att skapa varma eller kalla strömmar” (Rousay, par. 6). Denna överföring av värmeenergi genom de uppvärmda molekylernas faktiska rörelse kallas konvektion, en metod för energiöverföring som kan äga rum i vätskor som luft och vatten. ”När jordens yta absorberar solljus absorberar vissa delar av ytan mer än andra delar. Jordytan och luften nära ytan värms upp ojämnt. Den varmaste luften expanderar, har mindre densitet än den omgivande kalla luften, får flytkraft och stiger upp. Dessa stigande ”bubblor” av varm luft, som kallas termik, överför värme uppåt i atmosfären” (Rousay, punkt 6). Dessa termiska strömmar kan leda till att moln bildas, som i sin tur kan fungera som ytterligare en vektor för energiöverföring.