La quantità di radiazione solare ricevuta dalla Terra è strettamente correlata alla sua distanza dal sole. E sebbene l'emissione del sole sia variata nel corso della sua lunga vita, la distanza della Terra dal sole e le caratteristiche orbitali hanno l'effetto maggiore sulla quantità di radiazioni che il nostro pianeta riceve. Ma non tutta la luce solare viene assorbita dalla Terra. Alcuni vengono riflessi nello spazio invece di essere convertiti in calore.
Legge del quadrato inverso Square
La legge dell'inverso del quadrato è un concetto fondamentale in fisica che si applica a molti fenomeni tra cui la gravità, l'elettrostatica e la propagazione della luce. La legge afferma che una data quantità o intensità è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dalla sorgente. Ad esempio, l'intensità della radiazione solare sulla superficie di Mercurio è quasi nove volte quella della Terra, ma Mercurio è solo circa tre volte più vicino al Sole. Triplicare la distanza dal sole riduce la quantità di radiazioni che raggiungono la superficie terrestre a un nono del livello di luce su Mercurio.
Variazioni orbitali
Secondo la prima legge del moto planetario di Keplero, la legge delle orbite, la Terra si muove in un percorso ellittico attorno al sole. La distanza tra la Terra e il Sole varia leggermente durante l'anno. All'afelio, la massima distanza dal sole, la Terra dista 152 milioni di km. Ma al perielio, la distanza più vicina dal sole, la Terra dista 147 milioni di km. Di conseguenza, durante tutto l'anno, la quantità di luce che raggiunge la superficie terrestre cambia di qualche punto percentuale.
Radiazione solare
Nel corso degli anni, gli scienziati hanno monitorato direttamente la radiazione solare utilizzando strumenti e satelliti come il Total Irradiance Monitor, parte della missione satellitare SORCE. Gli studi dimostrano che la produzione solare varia di minuto in minuto e cambia drasticamente nel corso di migliaia di anni. Queste variazioni possono influenzare i cambiamenti del clima terrestre. Le macchie solari sono anche legate alla produzione solare, anche se non si sa come. Le registrazioni storiche dell'attività delle macchie solari indicano che la produzione solare è maggiore ogni volta che ci sono più macchie solari.
Albedo planetario
Gli scienziati possono calcolare la quantità di energia solare che la Terra riceve a una data distanza dal sole. La Terra riflette parte di questa luce nello spazio, riducendo la radiazione totale assorbita. Questo effetto è descritto dal termine albedo, che è una misura della quantità media di luce riflessa da un oggetto.
L'albedo si misura su una scala da zero a uno. Un oggetto con un albedo di uno rifletterebbe tutta la luce che lo raggiunge, mentre a zero albedo, tutta la luce sarebbe assorbita. L'albedo terrestre è di circa 0,39, ma i cambiamenti nel tempo come la copertura nuvolosa, le calotte glaciali o altre caratteristiche della superficie modificano questo valore.