Količina sunčevog zračenja koje Zemlja prima vrlo je usko povezana s njezinom udaljenostom od sunca. I premda je izlaz sunca varirao tijekom njegovog dugog vijeka trajanja, udaljenost Zemlje od sunca i orbitalne karakteristike imaju najveći utjecaj na količinu zračenja koju prima naš planet. Ali Zemlja ne apsorbira svu sunčevu svjetlost. Neke se reflektiraju natrag u svemir, umjesto da se pretvore u toplinu.
Zakon obrnutog kvadrata
Zakon obrnutog kvadrata temeljni je pojam u fizici koji se odnosi na mnoge pojave, uključujući gravitaciju, elektrostatiku i širenje svjetlosti. Zakon kaže da je dana količina ili intenzitet obrnuto proporcionalan kvadratu udaljenosti od izvora. Na primjer, intenzitet sunčevog zračenja na površini Merkura gotovo je devet puta veći od intenziteta Zemlje, ali Merkur je samo oko tri puta bliži Suncu. Utrostručenje udaljenosti do sunca smanjuje količinu zračenja koja doseže površinu Zemlje do jedne devete razine svjetlosti na Merkuru.
Orbitalne varijacije
Prema prvom Keplerovom zakonu gibanja planeta, zakonu orbita, Zemlja se kreće eliptičnom stazom oko Sunca. Udaljenost između Zemlje i Sunca neznatno varira tijekom cijele godine. U afeliju, najudaljenijoj od sunca, Zemlja je udaljena 152 milijuna km. Ali u periheliju, najbližoj udaljenosti od sunca, Zemlja je udaljena 147 milijuna km. Kao rezultat toga, tijekom godine količina svjetlosti koja dolazi do Zemljine površine mijenja se za nekoliko posto.
Solarno zračenje
Tijekom godina znanstvenici su izravno nadzirali sunčevo zračenje pomoću instrumenata i satelita poput Total Irradiance Monitor, dijela satelitske misije SORCE. Studije pokazuju da solarna proizvodnja varira iz minute u minutu i drastično se mijenja tijekom tisuća godina. Te varijacije mogu utjecati na promjene u Zemljinoj klimi. Sunčeve pjege također su povezane s izlazom sunca, iako se ne razumije kako. Povijesni zapisi o aktivnosti sunčevih pjega pokazuju da je sunčeva proizvodnja veća kad god ima više sunčevih pjega.
Planetarni Albedo
Znanstvenici mogu izračunati količinu solarne energije koju Zemlja prima na određenoj udaljenosti od sunca. Zemlja odražava dio ove svjetlosti u svemir, smanjujući ukupno apsorbirano zračenje. Ovaj se učinak opisuje pojmom albedo, koji je mjera prosječne količine svjetlosti koju odbija objekt.
Albedo se mjeri na skali od nule do jedan. Objekt s albedom od jednog odrazio bi svu svjetlost koja ga doseže, dok bi pri nuli albedo sva svjetlost bila apsorbirana. Zemljin albedo je oko 0,39, ali promjene tijekom vremena kao što su oblak, ledene kape ili druge površinske značajke mijenjaju ovu vrijednost.