Maan vastaanottaman aurinkosäteilyn määrä liittyy hyvin läheisesti sen etäisyyteen auringosta. Ja vaikka auringon tuotos on vaihdellut sen pitkän käyttöiän aikana, maapallon etäisyydellä auringosta ja kiertoradan ominaisuuksilla on suurin vaikutus planeettamme saaman säteilyn määrään. Mutta kaikki auringonvalo ei imeydy maahan. Osa heijastuu takaisin avaruuteen sen sijaan, että se muuttuisi lämmöksi.
Käänteinen neliön laki
Käänteinen neliölainsäädäntö on fysiikan peruskäsite, jota sovelletaan moniin ilmiöihin, mukaan lukien painovoima, sähköstaattinen ja valon eteneminen. Lain mukaan tietty määrä tai intensiteetti on kääntäen verrannollinen lähteen etäisyyden neliöön. Esimerkiksi aurinkosäteilyn voimakkuus elohopean pinnalla on lähes yhdeksän kertaa maapallon, mutta elohopea on vain noin kolme kertaa lähempänä aurinkoa. Kolminkertaistamalla etäisyys aurinkoon, maapallon pinta saavuttaa säteilyn määrän yhdeksäsosaan elohopean valotasosta.
Kiertoradan vaihtelut
Keplerin ensimmäisen planeettaliikkeen lain, kiertoradan, mukaan maa liikkuu elliptisellä polulla auringon ympäri. Maan ja auringon välinen etäisyys vaihtelee hieman ympäri vuoden. Aphelionissa, joka on kauimpana etäisyydestä auringosta, maa on 152 miljoonan kilometrin päässä. Mutta perihelionissa, lähimpänä etäisyyttä auringosta, maapallo on 147 miljoonaa km: n päässä. Tämän seurauksena koko vuoden ajan maapallon pintaan saapuvan valon määrä muuttuu muutamalla prosentilla.
Auringonsäteily
Vuosien varrella tutkijat ovat seuranneet suoraan auringon säteilyä käyttämällä instrumentteja ja satelliitteja, kuten SORCE-satelliittioperaatioon kuuluva Total Irradiance Monitor. Tutkimukset osoittavat, että aurinkovoima vaihtelee minuutista minuuttiin ja muuttuu dramaattisesti tuhansien vuosien aikana. Nämä vaihtelut voivat vaikuttaa maapallon ilmastomuutoksiin. Auringon läiskät liittyvät myös aurinkotehoon, vaikka sitä ei ymmärretä. Historialliset tiedot auringonpilkkujen aktiivisuudesta osoittavat, että aurinkoteho on suurempi aina, kun auringonpilkkuja on enemmän.
Planeetta Albedo
Tutkijat voivat laskea, kuinka paljon aurinkoenergiaa Maa vastaanottaa tietyllä etäisyydellä auringosta. Maa heijastaa osan tästä valosta avaruuteen vähentäen absorboitunutta kokonaissäteilyä. Tätä vaikutusta kuvataan termillä albedo, joka mittaa kohteen heijastaman keskimääräisen valomäärän.
Albedo mitataan asteikolla nollasta yhteen. Kohde, jonka albedo on yksi, heijastaisi kaiken siihen saavutetun valon, kun taas albedon ollessa nolla, kaikki valo absorboituu. Maan albedo on noin 0,39, mutta ajan mittaan tapahtuvat muutokset, kuten pilvisyys, jääpeitteet tai muut pintaominaisuudet, muuttavat tätä arvoa.
