Eli5: Se il calore del sole viene irradiato sulla Terra, non significa che si stanno riscaldando più strati d'aria? In tal caso, perché lo strato superiore non è molto caldo e quello inferiore freddo?

L'aria non è in grado di assorbire le radiazioni, il che è evidente dal fatto che puoi vedere molto chiaramente nell'aria. Ciò è possibile perché le onde luminose attraversano l'aria con poca interferenza. Lo stesso vale per la radiazione infrarossa, che è ciò che riscalda maggiormente la Terra. Piuttosto che essere assorbito dall'aria, viene assorbito dalla superficie terrestre. La superficie, a sua volta, riscalda lo strato d'aria adiacente. L'aria che scende verso la superficie sale quindi, perché l'aria calda è meno densa dell'aria fredda, facendo sì che l'aria superiore più fredda si stabilisca da qualche altra parte. Questo processo causa la maggior parte di ciò che chiamiamo meteo, tra l'altro.

L'atmosfera è costituita da diversi strati, composti da diversi gas. A seconda della composizione, questi strati assorbiranno diverse radiazioni a diverse lunghezze d'onda.

Ne hai già sentito parlare nel contesto dei raggi UV / ozono – la radiazione più dura è assorbito dagli strati superiori, che è necessario per la vita sulla terra.

A causa di ciò, ci sono infatti strati che si riscaldano molto: la termosfera, lo strato superiore, si riscalderà fino a 1700 ° C (sebbene abbia densità molto bassa – quasi un vuoto – quindi non brucerà le cose che lo attraversano).

Gli strati inferiori, tuttavia, lasceranno passare la maggior parte della luce che li raggiunge. La luce viene convertita in calore quando colpisce il suolo e (per lo più) lascia di nuovo il suolo sotto forma di radiazione. Ecco perché nelle parti basse dell'atmosfera la temperatura scende quanto più ci si allontana dal suolo.

Btw: c'è un “buco” nello spettro di assorbimento dell'atmosfera intorno allo spettro visibile visibile. Ciò significa che le lunghezze d'onda che possiamo vedere passano quasi senza ostacoli – questo è il motivo per cui ci siamo evoluti per vedere quelle lunghezze d'onda. Per inciso, quelle sono anche le lunghezze d'onda che i soli emettono maggiormente.

Qualcuno mi corregge se Mi sbaglio, ma la maggior parte del calore arriva sulla superficie della terra invece di riscaldare gli strati d'aria che attraversa. Soprattutto ad altitudini più elevate, la densità dell'aria è molto bassa (quindi perché non possiamo respirare, gli aeroplani non possono volare ecc.) Non ci sono molte particelle perché i raggi possano colpire e riscaldarsi.

Molte risposte ma qualcuno mi corregga se sbaglio.

Non gli strati superiori tecnicamente hanno un calore elevato, ma producono una temperatura bassa a causa della densità ?

Il sole è una luce che irradia in certi colori più di altri ( la maggior parte della luce proveniente dal sole è ultravioletta, il che significa che i nostri occhi non possono vederla ma ce n'è molta!)

L'atmosfera è come un grande filtro che blocca solo alcuni dei colori del sole. Fortunatamente blocca molto bene i colori ultravioletti (e le cose ancora più energiche). Questo accade in alto, che è piuttosto caldo! (Non si sente caldo al tatto però perché è davvero l'aria rarefatta, ma assorbe molto e saremmo morti senza di essa).

Ma una volta che lo strato superiore è finito, il resto della luce passa praticamente attraverso (le nuvole sono un'eccezione). La luce rimanente interagisce a malapena con l'atmosfera e quindi non la riscalda. La luce arriva direttamente a terra.

La terra la assorbe e poi la irradia effettivamente di nuovo torniamo nello spazio, ma ora è un colore completamente diverso (ancora non visibile ai nostri occhi, ma infrarossi invece che ultravioletti). Il filtro dell'atmosfera è davvero bravo a bloccare questo colore di luce, quindi si scalda. Ma si riscalda da zero. Anche questa è una buona cosa perché se quel calore fosse disperso nello spazio, la terra sarebbe circa – 18 C. (Questo è l'effetto serra!)

Così caldo ma sottile in alto. Caldo e denso nella parte inferiore, e per lo più niente al centro (tranne le nuvole).

il modo in cui gli afflussi e i deflussi sono per lo più in equilibrio, ma alcuni gas sono super bravi a bloccare la luce del colore che emette la terra (non il sole). L'aumento delle concentrazioni di questi gas fa sì che meno calore ritorni nello spazio.