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Il sole irradia energia in tutte le direzioni. La maggior parte si dissipa attraverso lo spazio, ma una piccola frazione dell'energia solare raggiunge la Terra ed è sufficiente per riscaldare il pianeta e controllare il sistema climatico globale riscaldando l'atmosfera e gli oceani. Il delicato equilibrio tra la quantità di calore che la Terra riceve dal sole e il calore che la Terra irradia nello spazio consente la vita su questo pianeta.
Radiazione solare
La radiazione solare è creata da fusioni nucleari al centro del sole, che fa sì che emetta molte radiazioni elettromagnetiche, la maggior parte delle quali è sotto forma di luce. Questa radiazione è l'energia che riscalda la Terra. La superficie solare emette circa 63 milioni di watt di energia per quattro metri quadrati. Quando quell'energia raggiunge la Terra, dopo aver percorso 150 milioni di chilometri, è già stata ridotta a 1.370 watt per metro quadrato. È questa quantità di energia che influenza la superficie dell'atmosfera terrestre direttamente di fronte al sole.
Potenza di trasmissione
La radiazione elettromagnetica, compresa la luce visibile, i raggi infrarossi, la luce ultravioletta e i raggi X, possono viaggiare attraverso il vuoto dello spazio. Altre forme di energia richiedono un mezzo fisico con cui possono muoversi. Ad esempio, l'energia sonora ha bisogno di aria o di un'altra sostanza per essere trasmessa e l'energia delle onde oceaniche ha bisogno di acqua. L'energia solare, tuttavia, può viaggiare dal sole alla Terra senza una sostanza fisica che la trasmetta. Questa caratteristica dell'energia elettromagnetica consente alla Terra di ricevere energia e calore dal Sole.
Riscaldare la Terra
Parte dell'energia solare che raggiunge la Terra, colpisce l'atmosfera e le nuvole e ritorna nello spazio. La superficie terrestre assorbe circa la metà della radiazione solare ricevuta. L'energia solare assume la forma del calore visibile e della luce e anche quella dei raggi ultravioletti, che provocano ustioni. L'energia viene assorbita dalla materia; come, ad esempio, l'aria, l'acqua, le rocce, gli edifici, i marciapiedi e gli esseri viventi, e il risultato di ciò è il riscaldamento della materia. La Terra non è riscaldata in modo uniforme. La ragione principale di ciò è che alcune aree ricevono più radiazioni solari di altre.Le differenze di energia controllano i venti e le correnti oceaniche in tutto il mondo.
Ri-radiazione
Se la Terra ricevesse costantemente energia solare senza poterla perdere, diventerebbe sempre più calda. La Terra irradia calore nello spazio, impedendo così al pianeta di surriscaldarsi. La quantità di calore irradiato è sensibile ai gas atmosferici. Alcuni gas assorbono il calore più efficacemente di altri e interferiscono con la ri-radiazione. Uno di questi gas è l'anidride carbonica. Man mano che la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera aumenta, il bilancio energetico della Terra cambia: più energia viene immagazzinata nella nostra atmosfera e meno calore viene irradiato nuovamente nello spazio. Questo fenomeno è noto come effetto serra.
