¿Cómo recibe la Tierra el calor del sol?

El sol irradia energía en todas direcciones. La mayor parte se disipa en el espacio, pero la pequeña fracción de la energía solar que llega a la Tierra es suficiente para calentar el planeta e impulsar el sistema meteorológico global al calentar la atmósfera y los océanos. El delicado equilibrio entre la cantidad de calor que la Tierra recibe del sol y el calor que la Tierra irradia al espacio hace posible que el planeta sostenga la vida.

La radiación solar es creada por reacciones de fusión nuclear en el núcleo del sol, lo que hace que emita una gran cantidad de radiación electromagnética, principalmente en forma de luz visible. Esta radiación es la energía que calienta la Tierra. La superficie del sol emite alrededor de 63 millones de vatios de energía por metro cuadrado. Para cuando la energía llegue a la Tierra, después de viajar 150 millones de kilómetros, o 93 millones de millas, ha disminuido a 1.370 vatios por metro cuadrado en la parte superior de la atmósfera directamente frente al sol.

La radiación electromagnética, incluida la luz visible, la radiación infrarroja, la luz ultravioleta y los rayos X, puede viajar a través del vacío del espacio. Otras formas de energía requieren un medio físico para moverse. Por ejemplo, la energía del sonido necesita aire u otra sustancia para ser transmitida, y la energía de las olas de los océanos necesita agua. La energía solar, sin embargo, puede viajar desde el sol a la Tierra sin la necesidad de una sustancia física para transmitir la energía. Esta característica de la energía electromagnética hace posible que la Tierra reciba energía solar, incluido el calor.

Parte de la energía solar que llega a la Tierra rebota en la atmósfera y las nubes y regresa al espacio. La superficie de la Tierra recibe aproximadamente la mitad de la radiación solar entrante. La energía solar toma la forma de calor y luz visible, así como rayos ultravioleta, el tipo de energía que causa las quemaduras solares. La energía es absorbida por la materia, incluido el aire, el agua, las rocas, los edificios, el pavimento y los seres vivos, y la materia se calienta como resultado. La Tierra no se calienta de manera uniforme, principalmente porque algunas áreas reciben más radiación solar que otras. Las diferencias de energía impulsan los vientos y las corrientes oceánicas en todo el planeta.

Si la Tierra recibiera constantemente energía solar sin ningún medio de perder energía, se volvería cada vez más caliente. La Tierra irradia calor al espacio, evitando que el planeta se sobrecaliente. La cantidad de calor reradiado es sensible al tipo de gases en la atmósfera; algunos gases absorben el calor con mayor eficacia que otros e interfieren con la reradiación. Uno de estos gases es el dióxido de carbono. A medida que aumentan las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera, el balance de calor de la Tierra se altera, con más energía almacenado en la atmósfera y menos calor irradia de regreso al espacio, un fenómeno conocido como invernadero efecto.