Fotokredit:Comstock/Getty Images.
Mängden solenergi som når jorden är intimt kopplad till planetens avstånd från solen. Medan solens totala uteffekt har fluktuerat under dess 4,6 miljarder år långa historia, är geometrin för jordens omloppsbana och dess föränderliga separation från solen de dominerande faktorerna som styr intensiteten av solstrålningen på vår yta. Endast en del av den inkommande energin absorberas; resten reflekteras tillbaka ut i rymden, vilket påverkar planetens klimat.
Den omvända kvadratiska lagen, en hörnsten i fysiken, säger att intensiteten hos en punktkälla minskar med kvadraten på avståndet från den källan. Tillämpat på solstrålning betyder detta att om avståndet till solen halverades skulle den mottagna intensiteten fyrdubblas. Merkurius, till exempel, är ungefär tre gånger närmare solen än jorden, och följaktligen tar den emot nästan nio gånger det solflöde som når vår planet.
Keplers första lag beskriver jordens bana som en ellips, inte en perfekt cirkel. Som ett resultat pendlar jord-sol-separationen mellan ett maximum (aphelion) på cirka 152 miljoner kilometer och ett minimum (perihelion) på ungefär 147 miljoner kilometer. Denna svängning på 3 procent i avstånd översätts till en jämförbar variation i solenergin som kommer till jordens yta under ett år.
Sedan slutet av 1900-talet har rymdburna instrument – framför allt Total Irradiance Monitor ombord på satelliten Solar Radiation and Climate Experiment (SORCE) – spårat solens totala instrålning med oöverträffad precision. Dessa mätningar avslöjar att soleffekten fluktuerar på tidsskalor från minuter till årtusenden, och att solens magnetiska aktivitet (t.ex. solfläckar) är korrelerad med blygsamma men mätbara förändringar i total instrålning.
Albedo kvantifierar den del av inkommande solljus som en yta reflekterar tillbaka till rymden. Det sträcker sig från 0 (perfekt absorption) till 1 (perfekt reflektion). Jordens genomsnittliga albedo är cirka 0,39, vilket betyder att ungefär 39 % av infallande solenergi reflekteras, till stor del av moln, is och ljusa landytor. Variationer i molntäcke, isutbredning och egenskaper på landytan kan ändra detta värde och därigenom modulera nettoenergin som absorberas av planeten.
