O sol irradia energia em todas as direções. A maior parte se dissipa no espaço, mas a fração minúscula da energia solar que chega à Terra é suficiente para aquecer o planeta e impulsionar o sistema climático global, aquecendo a atmosfera e os oceanos. O delicado equilíbrio entre a quantidade de calor que a Terra recebe do sol e o calor que a Terra irradia de volta ao espaço torna possível que o planeta sustente a vida.

Radiação Solar

A radiação solar é criada por reações de fusão nuclear no núcleo do sol, o que faz com que ele emita uma grande quantidade de radiação eletromagnética, principalmente sob a forma de luz visível. Essa radiação é a energia que aquece a Terra. A superfície do sol emite cerca de 63 milhões de watts de energia por metro quadrado. Quando a energia chega à Terra, depois de viajar 150 milhões de quilômetros, ela diminuiu para 1.370 watts por metro quadrado no topo da atmosfera, diretamente de frente para o Sol.

Transmissão de Energia

A radiação eletromagnética, incluindo luz visível, radiação infravermelha, luz ultravioleta e raios X, pode viajar através do vácuo do espaço. Outras formas de energia exigem que uma mídia física se mova. Por exemplo, a energia sonora precisa de ar ou outra substância a ser transmitida, e a energia das ondas dos oceanos precisa de água. A energia solar, no entanto, pode viajar do sol para a Terra sem a necessidade de uma substância física para transmitir a energia. Esta característica da energia eletromagnética torna possível que a Terra receba energia solar, incluindo o calor.

Aquecendo a Terra

Parte da energia solar que chega à Terra é refletida pela atmosfera e pelas nuvens e de volta ao espaço. A superfície da Terra recebe cerca de metade da radiação solar recebida. A energia solar assume a forma de calor e luz visível, bem como raios ultravioletas, o tipo de energia que provoca queimaduras solares. A energia é absorvida pela matéria, incluindo o ar, a água, as rochas, os edifícios, o pavimento e os seres vivos, e a matéria é aquecida como resultado. A Terra não aquece uniformemente, principalmente porque algumas áreas recebem mais radiação solar do que outras. As diferenças de energia impulsionam os ventos e as correntes oceânicas em todo o planeta.

Reradiação

Se a Terra recebesse constantemente energia solar sem qualquer meio de perda de energia, ela ficaria continuamente mais quente. A Terra irradia calor de volta ao espaço, impedindo o superaquecimento do planeta. A quantidade de calor irradiado é sensível ao tipo de gases na atmosfera; alguns gases absorvem calor mais eficientemente que outros e interferem na irradiação. Um desses gases é o dióxido de carbono. À medida que as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono aumentam, o orçamento de calor da Terra é alterado, com mais energia armazenada na atmosfera e menos calor irradiado de volta ao espaço, um fenômeno conhecido como efeito estufa.