La quantité de rayonnement solaire que la Terre reçoit est très étroitement liée à sa distance au soleil. Et bien que la sortie du soleil ait varié au cours de sa longue durée de vie, la distance de la Terre au soleil et les caractéristiques orbitales ont le plus grand effet sur la quantité de rayonnement que notre planète reçoit. Mais toute la lumière du soleil n'est pas absorbée par la Terre. Une partie est réfléchie dans l'espace au lieu d'être convertie en chaleur.
Loi du carré inverse
La loi du carré inverse est un concept fondamental en physique qui s'applique à de nombreux phénomènes dont la gravité, l'électrostatique et la propagation de la lumière. La loi stipule qu'une quantité ou une intensité donnée est inversement proportionnelle au carré de la distance à la source. Par exemple, l'intensité du rayonnement solaire à la surface de Mercure est près de neuf fois supérieure à celle de la Terre, mais Mercure n'est qu'environ trois fois plus proche du Soleil. Tripler la distance au soleil diminue la quantité de rayonnement atteignant la surface de la Terre à un neuvième du niveau de lumière sur Mercure.
Variations Orbitales
Selon la première loi du mouvement planétaire de Kepler, la loi des orbites, la Terre se déplace selon une trajectoire elliptique autour du soleil. La distance entre la Terre et le Soleil varie légèrement au cours de l'année. À l'aphélie, la distance la plus éloignée du soleil, la Terre est à 152 millions de km. Mais au périhélie, la distance la plus proche du soleil, la Terre est à 147 millions de km. En conséquence, tout au long de l'année, la quantité de lumière atteignant la surface de la Terre change de quelques pour cent.
Radiation solaire
Au fil des ans, les scientifiques ont directement surveillé le rayonnement solaire en utilisant des instruments et des satellites comme le Total Irradiance Monitor, qui fait partie de la mission satellite SORCE. Des études montrent que la production solaire varie de minute en minute et change radicalement sur des milliers d'années. Ces variations peuvent influencer les changements du climat de la Terre. Les taches solaires sont également liées à la production solaire, bien que l'on ne comprenne pas comment. Les enregistrements historiques de l'activité des taches solaires indiquent que la production solaire est plus élevée chaque fois qu'il y a plus de taches solaires.
Albédo planétaire
Les scientifiques peuvent calculer la quantité de production solaire que la Terre reçoit à une distance donnée du soleil. La Terre réfléchit une partie de cette lumière dans l'espace, réduisant ainsi le rayonnement total absorbé. Cet effet est décrit par le terme albédo, qui est une mesure de la quantité moyenne de lumière réfléchie par un objet.
L'albédo est mesuré sur une échelle de zéro à un. Un objet avec un albédo de un refléterait toute la lumière qui l'atteint, tandis qu'à un albédo nul, toute la lumière serait absorbée. L'albédo de la Terre est d'environ 0,39, mais les changements au fil du temps tels que la couverture nuageuse, les calottes glaciaires ou d'autres caractéristiques de surface modifient cette valeur.