بشكل عام توفر أشعة الشمس الطاقة لكل الأرض تقريباً، حيث يتكون الهواء المحيط بنا من غازات مختلفة، وهذه الطبقة من الهواء والمعروفة باسم الغلاف الجوي للأرض يتم الاحتفاظ بها عن طريق الجاذبية، ويوجد للغلاف الجوي للأرض العديد من الميزات مثل: امتصاص الأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس بواسطة طبقة الأوزون والاحتفاظ بالحرارة المعروف باسم تأثير الاحتباس الحراري.
ومع ذلك يمكن أن تؤثر الطاقة الشمسية حقاً على هذا الغلاف الجوي للأرض، فعلى سبيل المثال بدون التأثير الطبيعي لظاهرة الاحتباس الحراري سيكون متوسط درجة حرارة سطح الأرض -18 درجة مئوية – بدلاً من 14 درجة مئوية التي نشهدها اليوم، كما يتم أيضاً تعزيز هذا التأثير من خلال زيادة تركيزات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي بسبب الانبعاثات من الأنشطة البشرية مثل حرق الوقود الأحفوري لإنتاج أنظمة الطاقة الشمسية.
كيف تؤثر الطاقة الشمسية على الغلاف الجوي للأرض؟
الرياح
يضرب ضوء الشمس الأرض مباشرة عند خط الاستواء وبالقرب منه، وقد تعمل الطاقة الشمسية الإضافية الممتصة هناك على: تسخين الهواء والأرض والمياه، ويتم إرجاع الحرارة من الأرض والمياه إلى الهواء مرة أخرى، مما قد يزيد من تسخينها، وهنا يجب أن يحل شيء ما مكانه، لذلك قد يندفع الهواء الأكثر برودة من الشمال والجنوب إلى الداخل، وهذا بدوره يخلق تدفقاً للهواء، وبالتالي التأثير على كمية الرياح في الغلاف الجوي.
الأيونوسفير (طبقة من طبقات الغلاف الجوي)
تعتبر معظم الأطوال الموجية للطاقة الشمسية: قوية بما يكفي لفصل الجزيئات عن بعضها، حيث يفعلون ذلك عن طريق إعطاء الكثير من الطاقة للإلكترون بحيث ينطلق مباشرة من الجزيء، وهذه العملية تسمى -التأين-، والذرات موجبة الشحنة التي تُركت وراءها تسمى -الأيونات-.
وعلى سبيل المثال في الغلاف الجوي العلوي (80 كيلومتراً) فوق السطح قد تمتص جزيئات الأكسجين: أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية، مما قد يؤثر بدوره على الغلاف الجوي للأرض.
طبقة الأوزون
كما نعلم قد تحمينا طبقة الأوزون من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية المفرطة، والتي يمكن أن تؤدي إلى حروق الشمس وسرطان الجلد وتلف العين، ومع ذلك في طبقة الستراتوسفير تمتص طبقة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية الشمسية، مما قد يؤثر على مقدار حرارة الشمس التي تشع مرة أخرى في الفضاء.
المياه والطقس:
تلعب الشمس دوراً رئيسياً في الدورة الهيدرولوجية، حيث أنها قد تقوم بتبخير الماء باستمرار في الغلاف الجوي، وقد يتم إرجاع بعض تلك المياه على شكل: مطر وثلج وندى، ويتبخر جزء من هذا الترسيب بسرعة ثم يعود إلى الغلاف الجوي، ويتسلل البعض إلى التربة للحفاظ على المياه الجوفية أو رطوبة التربة.
وفي ظل الظروف الطبيعية تعمل هذه المياه الجوفية تدريجياً على العودة إلى المياه السطحية، كما تدمج النباتات أيضاً بعض رطوبة التربة والمياه الجوفية في أنسجتها وتطلق بعضها في الغلاف الجوي أثناء عملية النتح.
