De zon straalt energie uit in alle richtingen. Het meeste verdwijnt in de ruimte, maar de kleine fractie van de energie van de zon die de aarde bereikt, is voldoende om de planeet te verwarmen en het wereldwijde weersysteem aan te drijven door de atmosfeer en de oceanen te verwarmen. Het delicate evenwicht tussen de hoeveelheid warmte die de aarde van de zon ontvangt en de warmte die de aarde terug de ruimte in straalt, maakt het voor de planeet mogelijk om het leven te ondersteunen.

Zonnestraling

Zonnestraling wordt gecreëerd door kernfusiereacties in de kern van de zon, waardoor het een grote hoeveelheid elektromagnetische straling uitzendt, meestal in de vorm van zichtbaar licht. Deze straling is de energie die de aarde verwarmt. Het oppervlak van de zon stoot ongeveer 63 miljoen watt energie per vierkante meter uit. Tegen de tijd dat de energie de aarde bereikt, is deze na 150 miljoen kilometer, of 93 miljoen mijl, afgenomen tot 1.370 watt per vierkante meter aan de bovenkant van de atmosfeer direct tegenover de zon.

Energieoverdracht
>

Elektromagnetische straling, inclusief zichtbaar licht, infraroodstraling, ultraviolet licht en röntgenstraling, kan door het vacuüm van de ruimte reizen. Andere vormen van energie vereisen een fysieke media om doorheen te bewegen. Geluidsenergie heeft bijvoorbeeld lucht nodig of een andere substantie die moet worden overgedragen, en de golfenergie van de oceanen heeft water nodig. Zonne-energie kan echter van de zon naar de aarde reizen zonder de noodzaak van een fysieke substantie om de energie door te geven. Deze functie van elektromagnetische energie maakt het mogelijk dat de aarde zonne-energie ontvangt, inclusief warmte.

De aarde verwarmen

Een deel van de zonne-energie die de aarde bereikt, weerkaatst de atmosfeer en de wolken en terug in de ruimte. Het aardoppervlak ontvangt ongeveer de helft van de binnenkomende zonnestraling. De zonne-energie neemt de vorm aan van warmte en zichtbaar licht evenals ultraviolette stralen, het type energie dat zonnebrand veroorzaakt. De energie wordt geabsorbeerd door materie, inclusief lucht, water, rotsen, gebouwen, bestrating en levende wezens, en de materie wordt verwarmd als een resultaat. De aarde warmt niet gelijkmatig op, vooral omdat sommige gebieden meer zonnestraling ontvangen dan andere. De verschillen in energie drijven de winden en oceaanstromingen over de hele planeet.

Reradiatie

Als de aarde voortdurend zonne-energie ontvangt zonder enige mogelijkheid om energie te verliezen, zou deze voortdurend heter worden. De aarde straalt warmte terug de ruimte in, waardoor de planeet niet oververhit raakt. De hoeveelheid geregenereerde warmte is gevoelig voor het type gassen in de atmosfeer; sommige gassen absorberen warmte effectiever dan andere en interfereren met reradiatie. Een van deze gassen is koolstofdioxide. Naarmate de atmosferische koolstofdioxideconcentraties toenemen, wordt het warmtebudget van de aarde gewijzigd, waarbij meer energie wordt opgeslagen in de atmosfeer en minder warmte wordt uitgestraald naar de ruimte, een fenomeen dat bekend staat als het broeikaseffect.