De atmosfeer wordt verwarmd door verschillende complexe processen, maar de bron van bijna alle atmosferische verwarming is de zon. Lokaal kan lucht worden verwarmd door processen die niet rechtstreeks op de zon zijn gebaseerd, zoals vulkaanuitbarstingen, blikseminslag, bosbranden of menselijke activiteit, zoals energieopwekking en zware industrie, maar deze warmtebronnen zijn onbeduidend in vergelijking met zonnestraling.

The Sun

De zon straalt energie in alle richtingen uit in de vorm van warmte, licht en straling. Deze energie is in staat objecten over ongelooflijke afstanden te verwarmen. Zonneverwarming vindt plaats wanneer zonnestraling een molecuul van een bepaald materiaal raakt en wordt geabsorbeerd. Zonnestraling raakt reflecterende materialen en weerkaatst het zonder veel warmte te absorberen. Transparante materialen laten zonnestraling door zonder dat warmte wordt uitgewisseld.

The Atmosphere

De atmosfeer van de aarde is reflecterend of transparant, afhankelijk van de golflengte van de straling die het tegenkomt. Als gevolg hiervan krijgt de atmosfeer weinig directe warmte van zonnestraling. Zonne-energie wordt ofwel terug in de ruimte gereflecteerd of mag passeren zonder dat zijn energie wordt geabsorbeerd. Meer energie wordt weerspiegeld door wolken en chemische verbindingen, zoals ozon. Slechts ongeveer 54 procent van de energie van de zon passeert de atmosfeer om naar de oppervlakte te komen.

De aarde

Zodra zonnestraling het aardoppervlak bereikt, absorbeert de grond en het water bijna alles . Slechts ongeveer 4 procent wordt teruggekaatst in de ruimte. Door het absorberen van zonne-energie, warmen deze oppervlakken op. Warme objecten beginnen langgolvige infraroodstraling uit te stralen. Zonder de atmosfeer zou deze energie de ruimte in stralen.

The Greenhouse Effect

Vanwege de chemische samenstelling van de atmosfeer van de aarde, bereikt de meeste van de infrarode straling die door het warme oppervlak wordt uitgezonden nooit de ruimte . In plaats daarvan wordt de straling gereflecteerd of geabsorbeerd door verbindingen die bekend staan ​​als broeikasgassen. Wanneer deze verbindingen de infrarode straling van het oppervlak absorberen, warmt de atmosfeer op. De naar de aarde teruggekaatste energie warmt het oppervlak verder op, waardoor de aarde meer infrarode straling uitzendt. Dit creëert een cyclus die de atmosfeer en het oppervlak warm houdt.