Soarele radiază energie în toate direcțiile. Cea mai mare parte se disipează în spațiu, dar mica parte a energiei solare care ajunge pe Pământ este suficientă pentru a încălzi planeta și a conduce sistemul meteo global prin încălzirea atmosferei și a oceanelor. Delicatul echilibru dintre cantitatea de căldură pe care o primește Pământul de la soare și căldura pe care Pământul o radiază înapoi în spațiu face posibilă planetei să susțină viața.
Radiatie solara
Radiația solară este creată de reacțiile de fuziune nucleară din miezul soarelui, ceea ce îl determină să emită o cantitate mare de radiații electromagnetice, mai ales sub forma luminii vizibile. Această radiație este energia care încălzește Pământul. Suprafața soarelui emite aproximativ 63 de milioane de wați de energie pe metru pătrat. Până când energia ajunge pe Pământ, după ce a parcurs 150 de milioane de kilometri sau 93 de milioane de mile, a scăzut la 1.370 de wați pe metru pătrat în partea de sus a atmosferei, direct orientată spre soare.
Transmiterea energiei
Radiațiile electromagnetice, inclusiv lumina vizibilă, radiația infraroșie, lumina ultravioletă și razele X, pot călători prin vidul spațiului. Alte forme de energie necesită un mediu fizic pentru a se deplasa. De exemplu, energia sonoră are nevoie de aer sau de o altă substanță pentru a fi transmisă, iar energia valurilor oceanelor are nevoie de apă. Cu toate acestea, energia solară poate călători de la soare la Pământ fără a fi nevoie de o substanță fizică care să transmită energia. Această caracteristică a energiei electromagnetice face posibil ca Pământul să primească energie solară, inclusiv căldură.
Încălzirea Pământului
O parte din energia solară care ajunge pe Pământ ricoșează din atmosferă și din nori și se întoarce în spațiu. Suprafața Pământului primește aproximativ jumătate din radiația solară primită. Energia solară ia forma căldurii și a luminii vizibile, precum și a razelor ultraviolete, tipul de energie care provoacă arsuri solare. Energia este absorbită de materie, inclusiv de aer, apă, roci, clădiri, trotuar și viețuitoare, iar materia este încălzită ca urmare. Pământul nu se încălzește uniform, mai ales pentru că unele zone primesc mai multă radiație solară decât altele. Diferențele de energie conduc vânturile și curenții oceanici pe întreaga planetă.
Reradierea
Dacă Pământul ar primi în mod constant energie solară fără nici un mijloc de a pierde energie, s-ar încălzi continuu. Pământul radiază căldură înapoi în spațiu, împiedicând planeta să se supraîncălzească. Cantitatea de căldură reluată este sensibilă la tipul de gaze din atmosferă; unele gaze absorb căldura mai eficient decât altele și interferează cu reluarea. Unul dintre aceste gaze este dioxidul de carbon. Pe măsură ce concentrațiile atmosferice de dioxid de carbon cresc, bugetul de căldură al Pământului este modificat, cu mai multă energie stocate în atmosferă și mai puțină căldură care radiază înapoi în spațiu, fenomen cunoscut sub numele de seră efect.