Solen utstrålar energi i alla riktningar. Det mesta av det går ut i rymden, men den lilla fraktionen av solens energi som når jorden är tillräckligt för att värma planeten och driva det globala väder systemet genom att värma atmosfären och oceanerna. Den känsliga balansen mellan mängden värme jorden tar emot från solen och den värme som jorden strålar ut i rymden gör det möjligt för planeten att bibehålla livet.

Solstrålning

Solstrålning skapas genom kärnfusionsreaktioner i solens kärna, vilket medför att den avger en stor mängd elektromagnetisk strålning, mestadels i form av synligt ljus. Denna strålning är den energi som värmer jorden. Solens yta avger cirka 63 miljoner watt energi per kvadratmeter. När energin når jorden, efter att ha rest 150 miljoner kilometer eller 93 miljoner mil, har den minskat till 1.370 watt per kvadratmeter överst i atmosfären direkt mot solen.

Energitransmission

Elektromagnetisk strålning, inklusive synligt ljus, infraröd strålning, ultraviolett ljus och röntgenstrålar, kan resa genom vakuum i rymden. Andra former av energi kräver att ett fysiskt medium går igenom. Till exempel behöver ljuden energi luft eller annat ämne som ska överföras, och vågenergin hos oceanerna behöver vatten. Solenergi kan dock resa från solen till jorden utan att det behövs en fysisk substans för att överföra energin. Denna egenskap av elektromagnetisk energi gör det möjligt för jorden att ta emot solenergi, inklusive värme.

Uppvärmning av jorden

En del av solenergin som kommer till jorden studsar av atmosfären och molnen och tillbaka in i rymden. Jordens yta mottar ungefär hälften av den inkommande solstrålningen. Solenergin har formen av värme och synligt ljus samt ultravioletta strålar, vilken typ av energi som orsakar solbränna. Energin absorberas av materia, inklusive luft, vatten, stenar, byggnader, trottoar och levande saker, och frågan upphettas som ett resultat. Jorden värmer inte jämnt, främst eftersom vissa områden får mer solstrålning än andra. Skillnaderna i energi driver vindarna och havsströmmarna över hela planeten.

Reradiation

Om jorden ständigt mottog solenergi utan något sätt att förlora energi, blir det ständigt varmare. Jorden utstrålar värmen tillbaka i rymden och förhindrar att planeten överhettas. Mängden reradierad värme är känslig för typen av gaser i atmosfären; vissa gaser absorberar värme mer effektivt än andra och stör reradiationen. En av dessa gaser är koldioxid. När atmosfäriska koldioxidhalter ökar, förändras jordens värmebudget, med mer energi lagrad i atmosfären och mindre värme utstrålar ut i rymden, ett fenomen som kallas växthuseffekten.