Сонце випромінює енергію на всі боки. Більша частина його розсіюється у космосі, але крихітної частки енергії Сонця, яка досягає Землі, достатньо, щоб нагріти планету та керувати глобальною системою погоди, зігріваючи атмосферу та океани. Тонкий баланс між кількістю тепла, яке Земля отримує від Сонця, і теплом, яке Земля випромінює назад у космос, дає можливість планеті підтримувати життя.
Сонячна радіація
Сонячне випромінювання створюється внаслідок реакцій ядерного синтезу в ядрі Сонця, що змушує його випускати велику кількість електромагнітного випромінювання, переважно у вигляді видимого світла. Це випромінювання - це енергія, яка нагріває Землю. Поверхня Сонця випромінює близько 63 мільйонів ват енергії на квадратний метр. До того часу, коли енергія досягне Землі, проїхавши 150 мільйонів кілометрів, або 93 мільйони миль, він зменшився до 1370 Вт на квадратний метр у верхній частині атмосфери прямо напроти сонця.
Передача енергії
Електромагнітне випромінювання, включаючи видиме світло, інфрачервоне випромінювання, ультрафіолетове світло та рентгенівське випромінювання, може рухатися крізь вакуум простору. Інші форми енергії вимагають руху фізичного середовища. Наприклад, для передачі звукової енергії потрібне повітря або інша речовина, а енергії хвиль Світового океану потрібна вода. Однак сонячна енергія може рухатися від Сонця до Землі без необхідності фізичної речовини для передачі енергії. Ця особливість електромагнітної енергії дає можливість Землі отримувати сонячну енергію, включаючи тепло.
Нагрівання Землі
Частина сонячної енергії, що надходить на Землю, відскакує від атмосфери та хмар і повертається в космос. Поверхня Землі отримує близько половини сонячного випромінювання, що надходить. Сонячна енергія приймає форму тепла та видимого світла, а також ультрафіолетових променів - виду енергії, що викликає сонячні опіки. Енергія поглинається речовиною, включаючи повітря, воду, гірські породи, будівлі, бруківку та живі істоти, і в результаті речовина нагрівається. Земля не нагрівається рівномірно, головним чином тому, що деякі райони отримують більше сонячного випромінювання, ніж інші. Різниця в енергії рухає вітри та океанічні течії по всій планеті.
Перепромінювання
Якби Земля постійно отримувала сонячну енергію без жодних засобів втрати енергії, вона б постійно нагрівалася. Земля випромінює тепло назад у космос, запобігаючи перегріванню планети. Кількість випроміненого тепла чутлива до типу газів в атмосфері; одні гази поглинають тепло ефективніше інших і заважають опроміненню. Одним з таких газів є вуглекислий газ. Зі збільшенням атмосферних концентрацій вуглекислого газу бюджет Землі на тепло змінюється, отримуючи більше енергії зберігається в атмосфері і менше тепла випромінює назад у космос, явище, відоме як теплиця ефект.