Jumlah radiasi matahari yang diterima Bumi sangat erat kaitannya dengan jaraknya dari matahari. Dan meskipun output matahari bervariasi selama masa hidupnya yang panjang, jarak Bumi dari matahari dan karakteristik orbit memiliki efek terbesar pada jumlah radiasi yang diterima planet kita. Namun tidak semua sinar matahari diserap oleh Bumi. Beberapa dipantulkan kembali ke luar angkasa alih-alih diubah menjadi panas.
Hukum kuadrat terbalik
Hukum kuadrat terbalik adalah konsep dasar dalam fisika yang berlaku untuk banyak fenomena termasuk gravitasi, elektrostatika, dan perambatan cahaya. Hukum menyatakan bahwa kuantitas atau intensitas tertentu berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber. Misalnya, intensitas radiasi matahari di permukaan Merkurius hampir sembilan kali lipat dari Bumi, tetapi Merkurius hanya sekitar tiga kali lebih dekat ke Matahari. Tiga kali lipat jarak ke matahari mengurangi jumlah radiasi yang mencapai permukaan bumi menjadi sepersembilan tingkat cahaya di Merkurius.
Variasi Orbit
Menurut hukum pertama gerak planet Kepler, hukum orbit, Bumi bergerak dalam jalur elips mengelilingi matahari. Jarak antara Bumi dan Matahari sedikit berbeda sepanjang tahun. Di aphelion, jarak terjauh dari matahari, Bumi berjarak 152 juta km. Namun pada perihelion, jarak terdekat dari matahari, Bumi berjarak 147 juta km. Akibatnya, sepanjang tahun, jumlah cahaya yang mencapai permukaan bumi berubah beberapa persen.
Radiasi sinar matahari
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah secara langsung memantau radiasi matahari dengan menggunakan instrumen dan satelit seperti Total Irradiance Monitor, bagian dari misi satelit SORCE. Studi menunjukkan bahwa output matahari bervariasi dari menit ke menit dan berubah drastis selama ribuan tahun. Variasi ini dapat mempengaruhi perubahan iklim bumi. Bintik matahari juga terkait dengan keluaran matahari, meskipun tidak dipahami bagaimana caranya. Catatan sejarah aktivitas bintik matahari menunjukkan bahwa keluaran matahari lebih tinggi setiap kali ada lebih banyak bintik matahari.
Planet Albedo
Para ilmuwan dapat menghitung jumlah output matahari yang diterima Bumi pada jarak tertentu dari matahari. Bumi memantulkan sebagian cahaya ini ke luar angkasa, mengurangi total radiasi yang diserap. Efek ini dijelaskan dengan istilah albedo, yang merupakan ukuran jumlah rata-rata cahaya yang dipantulkan oleh suatu objek.
Albedo diukur pada skala dari nol sampai satu. Sebuah objek dengan albedo satu akan memantulkan semua cahaya yang mencapainya, sedangkan pada albedo nol, semua cahaya akan diserap. Albedo bumi adalah sekitar 0,39, tetapi perubahan dari waktu ke waktu seperti tutupan awan, lapisan es, atau fitur permukaan lainnya mengubah nilai ini.