Hvordan mottar jorden varme fra solen?

Solen utstråler energi i alle retninger. Det meste forsvinner ut i rommet, men den lille brøkdelen av solens energi som når jorden er nok til å varme opp planeten og drive det globale værsystemet ved å varme opp atmosfæren og havene. Den delikate balansen mellom mengden varme jorden mottar fra solen og varmen som jorden stråler ut i rommet, gjør det mulig for planeten å opprettholde livet.

Solstråling skapes av kjernefusjonsreaksjoner i solens kjerne, som får den til å avgi en stor mengde elektromagnetisk stråling, hovedsakelig i form av synlig lys. Denne strålingen er energien som varmer opp jorden. Solens overflate avgir omtrent 63 millioner watt energi per kvadratmeter. Når energien når jorden, etter å ha reist 150 millioner kilometer, eller 93 millioner miles, den har redusert til 1 370 watt per kvadratmeter på toppen av atmosfæren rett mot solen.

Elektromagnetisk stråling, inkludert synlig lys, infrarød stråling, ultrafiolett lys og røntgenstråler, kan reise gjennom vakuumet i rommet. Andre former for energi krever at et fysisk medium beveger seg gjennom. For eksempel trenger lydenergi luft eller et annet stoff som skal overføres, og havens bølgeenergi trenger vann. Solenergi kan imidlertid reise fra solen til jorden uten behov for et fysisk stoff for å overføre energien. Denne funksjonen med elektromagnetisk energi gjør det mulig for jorden å motta solenergi, inkludert varme.

Noe av solenergien som kommer til jorden spretter av atmosfæren og skyene og tilbake til verdensrommet. Jordoverflaten mottar omtrent halvparten av den innkommende solstrålingen. Solenergien har form av varme og synlig lys, så vel som ultrafiolette stråler, den typen energi som forårsaker solbrenthet. Energien absorberes av materie, inkludert luft, vann, bergarter, bygninger, fortau og levende ting, og saken blir oppvarmet som et resultat. Jorden varmes ikke jevnt, hovedsakelig fordi noen områder får mer solstråling enn andre. Forskjellene i energi driver vind og havstrømmer over hele planeten.

Hvis jorden hele tiden mottok solenergi uten å miste energi, ville den stadig vokse seg varmere. Jorden utstråler varme tilbake i rommet, og forhindrer planeten i å overopphetes. Mengden rådet varme er følsom for typen gasser i atmosfæren; noen gasser absorberer varme mer effektivt enn andre og forstyrrer utradering. En av disse gassene er karbondioksid. Etter hvert som atmosfæriske karbondioksidkonsentrasjoner øker, endres jordens varmebudsjett med mer energi lagret i atmosfæren og mindre varme stråler ut i rommet, et fenomen kjent som drivhuset effekt.