انرژی گرمایی

کلیه تغییرات جوی، از نسیم های ملایم گرفته تا طوفان های سهمگین یا از آسمان صاف تا بارندگی زیاد برف و باران نتیجه پراکندگی نابرابر انرژی گرمایی اتمسفر است؛ که اکثر این حرکات و تغییرات جوی به نظریه که هوای گرم نسبتاً سبک شده برمی خیزد و هوای خنک سنگین شده فروکش می کند. [ ۱]
به طور کلی انتقال و انتشار انرژی گرمایی، به طریق زیر صورت می پذیرد:
• تابش
• هدایت ( انرژی ) یا رسانش ( انرژی )
• همرفت
درجه حرارت یا دما عبارت از اندازه گیری انرژی گرمایی است که در خاک وهوا قابل سنجش می باشد. تمام ارگانیسم ها به صورت مستقیم از این حرارت متاثرند. [ ۲]
در این فرایند، گرما به شکل موجی و بدون واسطه انتشار میابد؛ مثلاً انرژی تابشی دریافت شده به وسیله زمین از طریق تابش و به شکل موجی انجام می گیرد و این امواج از فضای خالی بین اتمسفر زمین و خورشید عبور کرده و به زمین می رسد. مثال با استفاده از فیلم مادون قرمز در دوربین عکاسی در یک اتاق تاریک، می توان اشعه ساطعی از یک اتو را به خوبی به روی فیلم مشاهده نمود. با تعمیم همین عکس ها از سطح زمین عکسبرداری می کنند. [ ۳]
در این طریق، انتقال گرما در یک جسم به وسیله ذرات ریز تشکیل دهنده ان جسم صورت می گیرد؛ مثلاً اگر انتهای یک میله فلزی داغ شود انتهای دیگر ان نیز خیلی زود نیز داغ می شود. [ ۳]
گونه ای از انتقال گرما توسط حرکت واقعی ماده گرم شونده است. وقتی هوای بالای یک رادیاتور گرم می شود در نتیجه انبساط به طرف سقف صعود می کند. این حرکت به کمک نوری که از پنجره وترد اتاق شده و از هوای گرم در حال صعود عبور می کند آشکار می شود. همچنین اگر تصاویری را درباند یک فرودگاه در نطر بگیریم به علت هوای گرم قسمت فوقانی، این تصاویر شکسته به نظر می رسند. به همین ترتیب، وقی اب یا هر مایع دیگری گرم می شود، مایع گرم قسمت زیر به سوی بالا آمده مایع سرد جای ان را می گیرد. عمل همرفت در گازها بهتر از مایعات و در مایعات بهتر از جامدات در نظر می گیرد. در حقیقت، همرفت یا برخاستن هوای گرم و فروکش کردن هوای سرد یکی لز اعمال مهم و اساسی انتقال گرما در اتمسفر است. [ ۳]
به طور کلی، اتمسفر کره زمین تمام گرمای طبیعی خود را به طور مستقیم یا غیر مستقیم از خورشید دریافت می کند. [ ۲]
انرژی تابشی دریافت شده از خورشید، گستره ای از طول موج هاست که به نام طیف خورشیدی معروف است. در این طیف وسیع بلندترین امواج امواج رادیویی حدود ده برابر امواج کوتاه اشعه گاما می باشد، ولی حد اکثر انرژی به مقدار زیادی از کل انرژی تابشی در محدوده کم عرض قسمت مرئی واقع است. امواج مرئی خورشیدی از درون گازهای اتمسفر عبور می کند، ولی اشعه ما ورای بنفش یا طول موج کوتاه همان طور که قبلاً اشاره شد، در اتمسفر فوقانی جذب می گردد. مقداری از اشعه مادون قرمز، توسط دی اکسید کربن و بخار اب اتمسفر تحتانی جذب می شود. اما بیشتر انرژی خورشیدی بدون اینکه توسط هوا جذب شود به زمین می رسد. [ ۴]