عندما نتحدث عن كيفية تأثير الشمس على درجة الحرارة، فإنه من الضروري أن نفهم أولاً بعض الأساسيات الفيزيائية المتعلقة بالشمس والحرارة. الشمس هي نجم يتألف بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم، وتوجد في نواة الشمس ظروف تضغط وحرارة هائلة تصل إلى ملايين الدرجات المئوية. تتمثل طاقة الشمس في اندماج الهيدروجين لتكوين الهيليوم في عملية تعرف بالاندماج النووي.
عندما يحدث الاندماج النووي في النواة الشمسية، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة في شكل ضوء وحرارة. ينتقل الضوء والحرارة من النواة إلى السطح الشمسي عبر عملية تسمى الانتقال الإشعاعي. يتحرر كميات هائلة من الإشعاع الكهرومغناطيسي بمختلف الموجات، بما في ذلك الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
عندما يصل الضوء الشمسي إلى الأرض، يمتص جزء منه من قبل الغلاف الجوي والسحب والغبار. وما تبقى من الضوء يصل إلى سطح الأرض. عندما يصطدم الضوء بالمادة على سطح الأرض، يمتص جزء منه ويعكس الباقي. عملية امتصاص الضوء تحوله إلى طاقة حرارية، وهذا يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في المنطقة المعرضة لأشعة الشمس.
هناك عوامل عديدة تؤثر في مقدار الحرارة التي تصل إلى الأرض من الشمس. من بين هذه العوامل المسافة بين الأرض والشمس، وزاوية سقوط الشعاع الشمسي، وكمية الغلاف الجوي التي يمر بها الضوء، وتراكيب الأرض المختلفة.
على سبيل المثال، عندما يكون الشمس على بعد أقرب من الأرض، تكون الطاقة الشمسية التي تصل إلينا أكبر، مما يؤدي إلى زيادة في درجة الحرارة. وعندما يكون زاوية سقوط الشعاع الشمسي أكثر انحرافًا عن العمودية، يمر الضوء عبر أجزاء أكثر من الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تشتت جزء من الضوء وتقليل كمية الطاقة الحرارية التي تصلإلى سطح الأرض.
بالإضافة إلى ذلك، تؤثر الغيوم والغبار في الغلاف الجوي على كمية الضوء والحرارة التي تصل إلى الأرض. عندما يكون هناك وجود كثيف للغيوم، يتم امتصاص جزء كبير من الضوء ويتم تشتيت الحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض في درجة الحرارة. وعلى العكس، في الأيام الصافية والخالية من الغيوم، يصل المزيد من الضوء والحرارة إلى الأرض.
أيضًا، تلعب التضاريس المختلفة للأرض دورًا في توزيع الحرارة. فعلى سبيل المثال، الأراضي الجبلية تعرض لأشعة الشمس بزوايا مختلفة عن السهول الواقعة على نفس خط العرض. وبالتالي، قد تكون هناك اختلافات في درجات الحرارة بين هذه المناطق.
من الواضح أن الشمس تلعب دورًا حاسمًا في تحديد درجة الحرارة على سطح الأرض. وعلى الرغم من أن تأثيرها يعتمد على عدة عوامل، إلا أنها المصدر الرئيسي للطاقة الحرارية التي تحافظ على حياة الكائنات على كوكب الأرض.
