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Le soleil rayonne de l'énergie dans toutes les directions. La majeure partie se dissipe dans l'espace, mais une petite fraction de l'énergie solaire atteint la Terre et suffit à réchauffer la planète et à contrôler le système climatique mondial en chauffant l'atmosphère et les océans. L'équilibre délicat entre la quantité de chaleur que la Terre reçoit du soleil et la chaleur que la Terre renvoie dans l'espace permet la vie sur cette planète.
Radiation solaire
Le rayonnement solaire est créé par des fusions nucléaires au centre du soleil, ce qui l'oblige à émettre beaucoup de rayonnement électromagnétique, dont la plupart se présente sous forme de lumière. Ce rayonnement est l'énergie qui réchauffe la Terre. La surface solaire émet environ 63 millions de watts d'énergie par quatre mètres carrés. Lorsque cette énergie atteint la Terre, après avoir parcouru 150 millions de kilomètres, elle a déjà été réduite à 1370 watts par mètre carré. C'est cette quantité d'énergie qui affecte la surface de l'atmosphère terrestre directement face au soleil.
Puissance de transmission
Le rayonnement électromagnétique, y compris la lumière visible, les rayons infrarouges, la lumière ultraviolette et les rayons X, peut traverser le vide de l'espace. D'autres formes d'énergie nécessitent un moyen physique par lequel elles peuvent se déplacer. Par exemple, l'énergie sonore a besoin d'air ou d'une autre substance pour être transmise, et l'énergie des vagues océaniques a besoin d'eau. L'énergie solaire, cependant, peut voyager du soleil à la Terre sans une substance physique qui la transmet. Cette caractéristique de l'énergie électromagnétique permet à la Terre de recevoir l'énergie et la chaleur du Soleil.
Réchauffer la Terre
Une partie de l'énergie solaire qui atteint la Terre, frappe l'atmosphère et les nuages et retourne dans l'espace. La surface terrestre absorbe environ la moitié du rayonnement solaire reçu. L'énergie solaire prend la forme de chaleur et de lumière visibles ainsi que de rayons ultraviolets, qui provoquent des brûlures. L'énergie est absorbée par la matière; comme, par exemple, par l'air, l'eau, les roches, les bâtiments, les trottoirs et les êtres vivants, et le résultat de ceci est l'échauffement de la matière. La Terre n'est pas uniformément chauffée. La raison principale en est que certaines zones reçoivent plus de rayonnement solaire que d'autres.Les différences d'énergie contrôlent les vents et les courants océaniques dans le monde entier.
Re-rayonnement
Si la Terre recevait constamment de l'énergie solaire sans pouvoir perdre cette énergie, elle deviendrait de plus en plus chaude. La Terre renvoie de la chaleur dans l'espace, empêchant ainsi la planète de surchauffer. La quantité de chaleur réémise est sensible aux gaz atmosphériques. Certains gaz absorbent la chaleur plus efficacement que d'autres et interfèrent avec le nouveau rayonnement. L'un de ces gaz est le dioxyde de carbone. À mesure que la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère augmente, le bilan énergétique de la Terre change: plus d'énergie est stockée dans notre atmosphère et moins de chaleur est renvoyée dans l'espace. Ce phénomène est connu sous le nom d'effet de serre.
