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A quantidade de energia solar que chega à Terra está intimamente ligada à distância do planeta ao Sol. Embora a produção total do Sol tenha flutuado ao longo dos seus 4,6 mil milhões de anos de história, a geometria da órbita da Terra e a mudança na sua separação do Sol são os factores dominantes que controlam a intensidade da radiação solar na nossa superfície. Apenas uma parte dessa energia recebida é absorvida; o resto é refletido de volta ao espaço, influenciando o clima do planeta.

Lei do Inverso do Quadrado

A lei do inverso do quadrado, uma pedra angular da física, afirma que a intensidade de uma fonte pontual diminui com o quadrado da distância dessa fonte. Aplicado à radiação solar, isto significa que se a distância ao Sol fosse reduzida para metade, a intensidade recebida quadruplicaria. Mercúrio, por exemplo, está cerca de três vezes mais próximo do Sol do que a Terra e, consequentemente, recebe quase nove vezes o fluxo solar que chega ao nosso planeta.

Variações orbitais

A primeira lei de Kepler descreve a órbita da Terra como uma elipse, não um círculo perfeito. Como resultado, a separação Terra-Sol oscila entre um máximo (afélio) de cerca de 152 milhões de quilómetros e um mínimo (periélio) de cerca de 147 milhões de quilómetros. Esta variação de 3% na distância traduz-se numa variação comparável na energia solar que chega à superfície da Terra ao longo de um ano.

Monitoramento da Radiação Solar

Desde o final do século XX, instrumentos espaciais – mais notavelmente o Monitor de Irradiância Total a bordo do satélite Experimento de Radiação Solar e Clima (SORCE) – têm rastreado a irradiância total do Sol com uma precisão sem precedentes. Estas medições revelam que a produção solar flutua em escalas de tempo de minutos a milênios, e que a atividade magnética solar (por exemplo, manchas solares) está correlacionada com mudanças modestas, mas mensuráveis, na irradiância total.

Albedo Planetário

Albedo quantifica a fração da luz solar recebida que uma superfície reflete de volta ao espaço. Varia de 0 (absorção perfeita) a 1 (reflexão perfeita). O albedo médio da Terra é de cerca de 0,39, o que significa que cerca de 39% da energia solar incidente é refletida, em grande parte, por nuvens, gelo e superfícies terrestres brilhantes. Variações na cobertura de nuvens, na extensão do gelo e nas propriedades da superfície terrestre podem alterar este valor, modulando assim a energia líquida absorvida pelo planeta.