האם המרחק משפיע על קרינת השמש שמקבל הפלנטה?

כמות קרינת השמש שכדור הארץ מקבל קשורה קשר הדוק למרחקו מהשמש. ולמרות שתפוקת השמש השתנתה לאורך כל חייה הארוכים, למרחק כדור הארץ מהשמש ולמאפייני מסלול ההשפעה יש את ההשפעה הגדולה ביותר על כמות הקרינה שכדור הארץ שלנו מקבל. אך לא כל אור השמש נקלט בכדור הארץ. חלקם משתקף בחזרה לחלל במקום להמיר אותו לחום.

החוק הריבועי ההפוך הוא מושג יסודי בפיזיקה המתייחס לתופעות רבות כולל כוח משיכה, אלקטרוסטטיקה והתפשטות אור. החוק קובע כי כמות או עוצמה מסוימים הם ביחס הפוך לריבוע המרחק מהמקור. לדוגמא, עוצמת קרינת השמש על פני כספית היא כמעט תשע מזו של כדור הארץ, אך כספית קרוב יותר לשמש רק בערך פי שלושה. שילוש המרחק לשמש מקטין את כמות הקרינה המגיעה לפני כדור הארץ לתשיעית מפלס האור בכספית.

על פי חוק התנועה הפלנטרית הראשון של קפלר, חוק המסלולים, כדור הארץ נע בדרך אליפטית סביב השמש. המרחק בין כדור הארץ לשמש משתנה מעט לאורך כל השנה. באפיליון, המרוחק ביותר מהשמש, כדור הארץ נמצא במרחק של 152 מיליון ק"מ. אבל בפריהליון, המרחק הקרוב ביותר לשמש, כדור הארץ נמצא במרחק של 147 מיליון ק"מ. כתוצאה מכך, לאורך כל השנה, כמות האור המגיעה לפני כדור הארץ משתנה בכמה אחוזים.

במהלך השנים, מדענים פיקחו ישירות על קרינת השמש באמצעות מכשירים ולוויינים כמו Total Irradiance Monitor, חלק ממשימת הלוויין SORCE. מחקרים מראים כי תפוקת השמש משתנה דקה לדקה ומשתנה באופן דרסטי לאורך אלפי שנים. וריאציות אלה יכולות להשפיע על שינויים באקלים של כדור הארץ. כתמי שמש קשורים גם לתפוקת השמש, אם כי לא מובן כיצד. רישומים היסטוריים של פעילות כתמי שמש מעידים כי תפוקת השמש גבוהה יותר בכל פעם שיש יותר כתמי שמש.

מדענים יכולים לחשב את כמות תפוקת השמש שכדור הארץ מקבל במרחק נתון מהשמש. כדור הארץ מחזיר חלק מאור זה לחלל, ומפחית את הקרינה הכוללת הנספגת. השפעה זו מתוארת על ידי המונח אלבדו, שהוא מדד לכמות האור הממוצעת המוחזרת על ידי אובייקט.

אלבדו נמדד בסולם מאפס לאחד. אובייקט עם אלבדו אחד ישקף את כל האור שיגיע אליו, ואילו באפס אלבדו, כל האור היה נקלט. האלבדו של כדור הארץ הוא בערך 0.39, אך שינויים לאורך זמן כמו כיסוי ענן, כיפות קרח או מאפייני שטח אחרים משנים ערך זה.