Co się dzieje z fotonami w altanie Gierymskiego?

Mistrz światłocienia nie wiedział, że na swych obrazach zarządza fotonami.

Przed nami piękny tydzień, prognozy na przyszły weekend podają 35 st. C, pożyjemy, zobaczymy. Ale możemy być spokojni, szereg wyżów zatrzyma atlantyckie cyklony i opady, jeśli się pojawią to lokalnie z chmur konwekcyjnych, a czasem na północy coś z zachodu przywieje.

Opad konwekcyjny to skutek nagromadzenia się w chmurach dużej ilości pary emitowanej przez rośliny. Rośliny są zielone, co oznacza, że odbijają ten wąski, zielony fragment promieniowania słonecznego a pozostałe zakresy pochłaniają, czyli fotony inne niż zielone oddziaływują na materię, rośliny przekazując jej swoją energię.

Światło słoneczne pobudza elektrony w chlorofilu i po szeregu reakcji fizyczno-chemicznych z dwutlenku węgla i wody powstaje glukoza, czyli cukier.

6CO2 + 6H2O + energia świetlna (absorbowany foton) ⟶ C6H12O6+6O2

Cukier jest cenny bo np. zwierzęta potrzebują go do życia, spalając cukry ogrzewają swoje ciała i wydalają dwutlenek węgla potrzebny rośliną i tak to się kręci. Ale w nocy, gdy rezerwy energii się kończą roślina przechodzi w tryb "zwierzak" i spala cukry aby żyć:

C6H12O6 + 6O2 ⟶ 6CO2 + 6H2O + energia

Wydziela się wtedy CO₂ i roślina pobiera tlen zupełnie jak my.

Bilans dobowy w produkcji tlenu na równiku jest taki, że rośliny w nocy pochłaniają połowę tlenu wyprodukowanego w pogodny dzień. W pochmurne, monsunowe dni bilans może być zerowy lub ujemny. Zatem skąd tlenu jest ciągle pod dostatkiem? Otóż 70% całego tlenu wytwarzają mikroorganizmy morskie a tylko 30% rośliny lądowe. Szczególnymi glonami są zdumiewające okrzemki, pisałem o nich tu: https://pawelklimczewski.pl/.../w-bilansie-tlenu-na.../

Okrzemki mają fantazyjne kształty i kolory i są tak małe, że tylko pod mikroskopem możemy je podziwiać.

Poza przemianami chemicznymi, czyli takimi, gdzie dochodzi do łączenia się związków i pierwiastków w inne związki chemiczne, w roślinach zachodzi kluczowe dla klimatu banalne, fizyczne zjawisko: parowanie wody. Woda transportowana z gleby przez korzenie w ciepły dzień wydostaje się przez aparaty szparkowe liści i w postaci cząstek gazu O2 uwalnia się do atmosfery. Takie przejście wymaga rozerwania cząstki cieczy, a to wymaga energii. Temperatura to najprościej szybkość z jaką poruszają się lub drgają cząstki. Przejście fazowe wymaga energii, ale nie podnosi temperatury cząstki. Cząstka w cieczy ma taką samą temperaturę jak po oderwaniu się od kropli, gdy zamienia się w gaz, ale pobrała energię z otoczenia, czyli ochłodziła otoczenie. Dlatego w altanie, pod dużym drzewem między roślinami jest chłodniej niż na pustym polu. Dlatego tak lubimy odpoczywać pod wielkim drzewem w altanie.

Z parujących cząstek powstają chmury i gdy uniosą się na kilka kilometrów, tam ostygną i zamienią się w deszcz. Oczywiście zachodzi wtedy odwrotny przepływ energii, bo bilans musi być zerowy. Gdy gazowe cząstki pary wodnej łączą się w krople,

dochodzi do przejścia fazowego gaz --> ciesz, wtedy energia jest oddawana otoczeniu i dlatego letnie burze przynoszą ciepłe krople deszczu. Słońce nagrzewające liście nad altaną przekazało parze wodnej energię na oderwanie się od swej macierzystej kropli, ta energia po wielu dniach jest oddawana w chmurze, gdy dochodzi do skroplenia pary i opadów ciepłego deszczu.

Paweł Klimczewski

Grafika: "W altanie.", Aleksander Gierymski, 1882