Atmosfären värms upp av flera komplexa processer, men källan till nästan all atmosfärisk uppvärmning är solen. Lokalt kan luft värmas upp av processer som inte är direkt beroende av solen, såsom vulkanutbrott, blixtnedslag, skogsbränder eller mänsklig aktivitet, såsom kraftproduktion och tung industri, men dessa värmekällor är obetydliga jämfört med solstrålning.
Solen
Solen utstrålar energi i alla riktningar i form av värme, ljus och strålning. Denna energi kan värma föremål över otroliga avstånd. Solvärme uppstår när solstrålning träffar en molekyl av något material och absorberas. Solstrålning träffar reflekterande material och reflekterar bort det utan att absorbera mycket värme. Genomskinliga material tillåter solstrålning att passera utan att värmen byts ut.
Atmosfären
Jordens atmosfär är antingen reflekterande eller transparent, beroende på våglängden av strålningen som den möter. Som ett resultat får atmosfären liten direkt värme från solstrålning. Solenergi reflekteras antingen tillbaka i rymden eller får passera utan att dess energi absorberas. Mer energi återspeglas av moln och kemiska föreningar, såsom ozon. Endast omkring 54 procent av solens energi passerar genom atmosfären för att nå ytan.
Jorden
När solstrålningen når jordens yta absorberar grunden och kropparna nästan allt . Endast cirka 4 procent återspeglas tillbaka i rymden. Genom att absorbera solenergi värms dessa ytor upp. Varma föremål börjar utstråla långvågs infraröd strålning. Utan atmosfären kommer denna energi att stråla ut i rymden.
Växthuseffekten
På grund av den kemiska sammansättningen av jordens atmosfär når det mesta av den infraröda strålningen från den varma ytan aldrig utrymme . Istället reflekteras strålningen eller absorberas av föreningar som kallas växthusgaser. När dessa föreningar absorberar den infraröda strålningen från ytan värms upp atmosfären. Energin reflekteras tillbaka mot jorden värmer ytan ytterligare, vilket gör att jorden avger mer infraröd strålning. Detta skapar en cykel som håller atmosfären och ytan varm.
