Hur får jorden värme från solen?

Solen utstrålar energi i alla riktningar. Det mesta försvinner ut i rymden, men den lilla fraktionen av solens energi som når jorden är tillräcklig för att värma upp planeten och driva det globala vädersystemet genom att värma upp atmosfären och haven. Den känsliga balansen mellan mängden värme som jorden får från solen och värmen som jorden strålar ut i rymden gör det möjligt för planeten att upprätthålla livet.

Solstrålning skapas av kärnfusionsreaktioner i solens kärna, vilket får den att avge en stor mängd elektromagnetisk strålning, mestadels i form av synligt ljus. Denna strålning är den energi som värmer jorden. Solens yta avger cirka 63 miljoner watt energi per kvadratmeter. När energin når jorden efter att ha rest 150 miljoner kilometer, eller 93 miljoner miles, den har minskat till 1 370 watt per kvadratmeter högst upp i atmosfären direkt mot solen.

Elektromagnetisk strålning, inklusive synligt ljus, infraröd strålning, ultraviolett ljus och röntgenstrålning, kan färdas genom rymdets vakuum. Andra energiformer kräver att ett fysiskt medium går igenom. Ljudenergi behöver till exempel luft eller ett annat ämne som ska överföras, och havets vågenergi behöver vatten. Solenergi kan emellertid resa från solen till jorden utan att det behövs en fysisk substans för att överföra energin. Denna funktion av elektromagnetisk energi gör det möjligt för jorden att ta emot solenergi, inklusive värme.

En del av solenergin som anländer till jorden studsar av atmosfären och molnen och tillbaka till rymden. Jordytan tar emot ungefär hälften av den inkommande solstrålningen. Solenergin har formen av värme och synligt ljus samt ultravioletta strålar, den typ av energi som orsakar solbränna. Energin absorberas av materia, inklusive luft, vatten, stenar, byggnader, trottoarer och levande saker, och materialet värms upp som ett resultat. Jorden värms inte jämnt, främst för att vissa områden får mer solstrålning än andra. Skillnaderna i energi driver vindar och havsströmmar över hela planeten.

Om jorden ständigt fick solenergi utan att förlora energi skulle den ständigt bli varmare. Jorden utstrålar värme tillbaka till rymden och förhindrar att planeten överhettas. Mängden raderad värme är känslig för typen av gaser i atmosfären; Vissa gaser absorberar värme mer effektivt än andra och stör strålning. En av dessa gaser är koldioxid. När koldioxidhalterna i atmosfären ökar förändras jordens värmebudget med mer energi lagras i atmosfären och mindre värme strålar ut i rymden, ett fenomen som kallas växthuset effekt.