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Le soleil émet de l'énergie dans toutes les directions. La majeure partie de celle-ci se dissipe dans l'espace, mais la fraction infime de l'énergie du soleil qui atteint la Terre suffit à chauffer la planète et à piloter le système météorologique mondial en réchauffant l'atmosphère et les océans. Le délicat équilibre entre la quantité de chaleur que la Terre reçoit du soleil et la chaleur que la Terre renvoie dans l'espace permet à la planète de maintenir la vie.
Radiation solaire
Les radiations solaires sont générées par des réactions de fusion nucléaire dans le cœur du soleil, ce qui les amène à émettre une grande quantité de radiations électromagnétiques, principalement sous la forme de lumière visible. Ce rayonnement est l'énergie qui chauffe la Terre. La surface des soleils émet environ 63 millions de watts d'énergie par mètre carré. Au moment où l'énergie a atteint la Terre, après avoir parcouru 150 millions de kilomètres, elle a déjà diminué à 1 370 watts par mètre carré au sommet de l'atmosphère, directement face au soleil.
Transmission d'énergie
Le rayonnement électromagnétique, y compris la lumière visible, le rayonnement infrarouge, la lumière ultraviolette et les rayons X, peut voyager à travers le vide de l’espace. D'autres formes d'énergie nécessitent un média physique pour se déplacer. Par exemple, l'énergie sonore a besoin d'air ou d'une autre substance à transmettre, et l'énergie des vagues des océans a besoin d'eau. L'énergie solaire peut toutefois voyager du soleil à la Terre sans avoir besoin d'une substance physique pour la transmettre.Cette caractéristique de l'énergie électromagnétique permet à la Terre de recevoir de l'énergie solaire, notamment de la chaleur.
Chauffer la terre
Une partie de l’énergie solaire qui arrive sur la Terre rebondit dans l’atmosphère, dans les nuages et dans l’espace. La surface de la Terre reçoit environ la moitié du rayonnement solaire entrant. L'énergie solaire prend la forme de chaleur et de lumière visible ainsi que de rayons ultraviolets, le type d'énergie qui provoque les coups de soleil. L'énergie est absorbée par la matière, y compris l'air, l'eau, les roches, les bâtiments, les chaussées et les êtres vivants. La matière est ainsi chauffée. La Terre ne chauffe pas de manière uniforme, principalement parce que certaines zones reçoivent plus de rayonnement solaire que d'autres. Les différences d'énergie entraînent les vents et les courants océaniques sur toute la planète.
Reradiation
Si la Terre recevait constamment de l'énergie solaire sans aucun moyen de perdre de l'énergie, elle deviendrait de plus en plus chaude. La Terre renvoie la chaleur dans l'espace, empêchant la planète de surchauffer. La quantité de chaleur transmise est sensible au type de gaz dans l'atmosphère. certains gaz absorbent la chaleur plus efficacement que d'autres et interfèrent avec la reradiation. L'un de ces gaz est le dioxyde de carbone. À mesure que les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone augmentent, le bilan thermique de la Terre se modifie, avec plus d'énergie stockée dans l'atmosphère et moins de chaleur renvoyée dans l'espace, un phénomène connu sous le nom d'effet de serre.