Žemės gaunamos saulės spinduliuotės kiekis yra labai glaudžiai susijęs su jo atstumu nuo saulės. Ir nors saulės spinduliavimas per ilgą gyvenimo trukmę kito, Žemės atstumas nuo saulės ir orbitos charakteristikos daro didžiausią įtaką mūsų planetos gaunamos radiacijos kiekiui. Tačiau ne visa saulės šviesa sugeria Žemę. Kai kurie atsispindi atgal į kosmosą, užuot paversti šiluma.
Atvirkštinio kvadrato įstatymas
Atvirkštinis kvadratinis dėsnis yra pagrindinė fizikos sąvoka, taikoma daugeliui reiškinių, įskaitant sunkumą, elektrostatiką ir šviesos sklidimą. Įstatymas teigia, kad nurodytas dydis ar intensyvumas yra atvirkščiai proporcingas atstumo nuo šaltinio kvadratui. Pavyzdžiui, Saulės spinduliuotės intensyvumas Merkurijaus paviršiuje yra beveik devynis kartus didesnis nei Žemės, tačiau Merkurijus yra tik maždaug tris kartus arčiau Saulės. Trigubinant atstumą iki saulės, Žemės paviršius pasiekia radiacijos kiekį iki devintosios Merkurijaus šviesos lygio.
Orbitos variacijos
Pagal pirmąjį Keplerio planetos judėjimo dėsnį - orbitos dėsnį, Žemė juda elipsės keliu aplink saulę. Atstumas tarp Žemės ir saulės ištisus metus šiek tiek skiriasi. Afelijone, toliausiai nuo saulės, Žemė yra už 152 milijonų km. Tačiau perihelyje, arčiausiai saulės, Žemė yra už 147 milijonų km. Todėl ištisus metus Žemės paviršių pasiekiantis šviesos kiekis keičiasi keliais procentais.
Saulės radiacija
Bėgant metams mokslininkai tiesiogiai stebėjo saulės spinduliuotę, naudodami tokius prietaisus ir palydovus kaip „Total Irradiance Monitor“, kuris yra SORCE palydovų misijos dalis. Tyrimai rodo, kad saulės spinduliuotė kinta minutę minutę ir smarkiai keičiasi per tūkstančius metų. Šie pokyčiai gali turėti įtakos Žemės klimato pokyčiams. Saulės dėmės taip pat yra susijusios su saulės spinduliais, nors taip ir nesuprantama. Istoriniai saulės dėmių aktyvumo įrašai rodo, kad saulės spinduliai yra didesni, kai yra daugiau saulės dėmių.
Planetos Albedo
Mokslininkai gali apskaičiuoti saulės gaunamos saulės kiekį tam tikru atstumu nuo saulės. Žemė atspindi dalį šios šviesos į kosmosą, sumažindama bendrą absorbuotą spinduliuotę. Šis efektas apibūdinamas albedo terminu, kuris yra objekto atspindimo vidutinio šviesos kiekio matas.
Albedo matuojamas skalėje nuo nulio iki vieno. Objektas, kurio albedo yra vienas, atspindėtų visą jį pasiekiančią šviesą, tuo tarpu esant nuliui albedo, absorbuotų visa šviesa. Žemės albedo yra apie 0,39, tačiau laikui bėgant pokyčiai, tokie kaip debesų danga, ledo dangteliai ar kitos paviršiaus savybės, keičia šią vertę.