איך כדור הארץ מקבל חום מהשמש?

השמש מקרינה אנרגיה לכל הכיוונים. רובו מתפזר לחלל, אך השבר הזעיר של אנרגיית השמש שמגיעה לכדור הארץ מספיק כדי לחמם את כדור הארץ ולהניע את מערכת מזג האוויר הגלובלית על ידי חימום האטמוספירה והאוקיאנוסים. האיזון העדין בין כמות החום שמקבל כדור הארץ מהשמש לבין החום שכדור הארץ מקרין בחזרה לחלל מאפשר לכדור הארץ לקיים חיים.

קרינת השמש נוצרת על ידי תגובות היתוך גרעיני בליבת השמש, הגורמות לה לפלוט כמות גדולה של קרינה אלקטרומגנטית, בעיקר בצורת אור גלוי. קרינה זו היא האנרגיה המחממת את כדור הארץ. משטח השמש פולט כ -63 מיליון וואט אנרגיה למטר מרובע. עד שהאנרגיה מגיעה לכדור הארץ, לאחר שנסעה 150 מיליון ק"מ, או 93 מיליון מיילים, הוא פחת ל -1,370 וואט למטר בחלק העליון של האטמוספירה הפונה ישירות לשמש.

קרינה אלקטרומגנטית, הכוללת אור גלוי, קרינת אינפרא אדום, אור אולטרה סגול וצילומי רנטגן, יכולה לנוע בחלל החלל. צורות אחרות של אנרגיה דורשות לעבור מדיה פיזית. לדוגמא, אנרגיית קול זקוקה לאוויר או לחומר אחר כדי להעביר, ואנרגיית הגלים של האוקיאנוסים זקוקה למים. אולם אנרגיה סולארית יכולה לנוע מהשמש לכדור הארץ ללא צורך בחומר פיזי להעברת האנרגיה. תכונה זו של אנרגיה אלקטרומגנטית מאפשרת לכדור הארץ לקבל אנרגיה סולארית, כולל חום.

חלק מאנרגיית השמש שמגיעה לכדור הארץ מקפיצה את האטמוספירה והעננים וחוזרת לחלל. פני כדור הארץ מקבלים כמחצית מקרינת השמש הנכנסת. אנרגיית השמש לובשת צורה של חום ואור נראה כמו גם קרניים אולטרה סגולות, סוג האנרגיה הגורמת לכוויות שמש. האנרגיה נספגת בחומר, כולל אוויר, מים, סלעים, מבנים, מדרכה ודברים חיים, והחומר מחומם כתוצאה מכך. כדור הארץ אינו מתחמם באופן שווה, בעיקר משום שאזורים מסוימים מקבלים קרינת שמש יותר מאחרים. ההבדלים באנרגיה מניעים את הרוחות וזרמי האוקיינוס ​​על פני כדור הארץ כולו.

אם כדור הארץ היה מקבל כל הזמן אנרגיה סולארית בלי שום אמצעי לאבד אנרגיה, הוא היה הולך וגדל יותר ויותר. כדור הארץ מקרין חום בחזרה לחלל, ומונע מכוכב התחממות יתר. כמות החום המרטר רגישה לסוג הגזים באטמוספירה; חלק מהגזים סופגים חום בצורה יעילה יותר מאחרים ומפריעים למיחזור. אחד הגזים הללו הוא פחמן דו חמצני. ככל שריכוזי הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה עולים, משתנה תקציב החום של כדור הארץ, עם יותר אנרגיה מאוחסנים באטמוספירה ופחות חום שמקרין בחזרה לחלל, תופעה המכונה חממה השפעה.