A atmosfera é aquecida por vários processos complexos, mas a fonte de quase todo o aquecimento atmosférico é o sol. Localmente, o ar pode ser aquecido por processos que não dependem diretamente do sol, como erupções vulcânicas, quedas de raios, floresta incêndios ou atividade humana, como geração de energia e indústria pesada, mas essas fontes de calor são insignificantes em comparação com a energia solar radiação.
O sol
O sol irradia energia em todas as direções na forma de calor, luz e radiação. Essa energia é capaz de aquecer objetos a distâncias incríveis. O aquecimento solar ocorre quando a radiação solar atinge uma molécula de algum material e é absorvida. A radiação solar atinge os materiais reflexivos e os reflete sem absorver muito calor. Materiais transparentes permitem a passagem da radiação solar sem troca de calor.
A atmosfera
A atmosfera da Terra é reflexiva ou transparente, dependendo do comprimento de onda da radiação que encontra. Como resultado, a atmosfera recebe pouco calor direto da radiação solar. A energia solar é refletida de volta para o espaço ou pode passar sem que sua energia seja absorvida. Mais energia é refletida por nuvens e compostos químicos, como o ozônio. Apenas cerca de 54% da energia solar passa pela atmosfera para chegar à superfície.
a Terra
Quando a radiação solar atinge a superfície da Terra, o solo e os corpos d'água absorvem quase tudo. Apenas cerca de 4 por cento é refletido de volta ao espaço. Ao absorver a energia solar, essas superfícies aquecem. Objetos quentes começam a irradiar radiação infravermelha de ondas longas. Sem a atmosfera, essa energia se irradiaria para o espaço.
O efeito estufa
Devido à composição química da atmosfera terrestre, a maior parte da radiação infravermelha emitida pela superfície quente nunca chega ao espaço. Em vez disso, a radiação é refletida ou absorvida por compostos conhecidos como gases de efeito estufa. Quando esses compostos absorvem a radiação infravermelha da superfície, a atmosfera se aquece. A energia refletida de volta para a Terra aquece ainda mais a superfície, fazendo com que a Terra emita mais radiação infravermelha. Isso cria um ciclo que mantém a atmosfera e a superfície quentes.