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El sol irradia energía en todas direcciones. La mayor parte se disipa a través del espacio, pero una pequeña fracción de la energía solar llega a la Tierra y es suficiente para calentar el planeta y controlar el sistema climático global calentando la atmósfera y los océanos. El delicado equilibrio entre la cantidad de calor que la Tierra recibe del sol y el calor que la Tierra irradia al espacio permite la vida en este planeta.
Radiación solar
La radiación solar es creada por fusiones nucleares en el centro del sol, lo que hace que emita mucha radiación electromagnética, la mayor parte en forma de luz. Esta radiación es la energía que calienta la Tierra. La superficie solar emite alrededor de 63 millones de vatios de energía por cada cuatro metros cuadrados. Cuando esa energía llega a la Tierra, después de recorrer 150 millones de kilómetros, ya se ha reducido a 1.370 vatios por metro cuadrado. Es esta cantidad de energía la que afecta la superficie de la atmósfera de la Tierra directamente frente al sol.
Transmisión de potencia
La radiación electromagnética, incluida la luz visible, los rayos infrarrojos, la luz ultravioleta y los rayos X, puede viajar a través del vacío del espacio. Otras formas de energía requieren un medio físico por el cual puedan moverse. Por ejemplo, la energía del sonido necesita aire u otra sustancia para ser transmitida, y la energía de las olas del océano necesita agua. La energía solar, sin embargo, puede viajar del sol a la Tierra sin una sustancia física que la transmita. Esta característica de la energía electromagnética hace posible que la Tierra reciba energía y calor del Sol.
Calentando la Tierra
Parte de la energía solar que llega a la Tierra, golpea la atmósfera y las nubes y regresa al espacio. La superficie terrestre absorbe aproximadamente la mitad de la radiación solar recibida. La energía solar adopta la forma de luz y calor visibles y también de rayos ultravioleta, que provocan quemaduras. La energía es absorbida por la materia; como, por ejemplo, por aire, agua, rocas, edificios, aceras y seres vivos, y el resultado de esto es el calentamiento de la materia. La Tierra no se calienta de manera uniforme. La principal razón de esto es que algunas áreas reciben más radiación solar que otras.Las diferencias de energía controlan los vientos y las corrientes oceánicas de todo el mundo.
Reradiación
Si la Tierra recibiera constantemente energía solar sin poder perder esa energía, se calentaría cada vez más. La Tierra irradia calor al espacio, evitando así que el planeta se sobrecaliente. La cantidad de calor irradiado es sensible a los gases atmosféricos. Algunos gases absorben el calor con mayor eficacia que otros e interfieren con la reradiación. Uno de estos gases es el dióxido de carbono. A medida que aumenta la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, el equilibrio energético de la Tierra cambia: se almacena más energía en nuestra atmósfera y se re-irradia menos calor al espacio. Este fenómeno se conoce como efecto invernadero.
