La quantità di radiazione solare che riceve la Terra è strettamente correlata alla sua distanza dal sole. E anche se l'uscita del sole è variata durante la sua lunga vita, la distanza della Terra dal sole e le caratteristiche orbitali hanno il più grande effetto sulla quantità di radiazione che il nostro pianeta riceve. Ma non tutta la luce del sole viene assorbita dalla Terra. Alcuni sono riflessi nello spazio invece di essere convertiti al calore.
Legge quadrata inversa
La legge dell'inverso del quadrato è un concetto fondamentale in fisica che si applica a molti fenomeni tra cui la gravità, l'elettrostatica e la propagazione di luce. La legge afferma che una data quantità o intensità è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dalla sorgente. Ad esempio, l'intensità della radiazione solare sulla superficie di Mercurio è quasi nove volte quella di Terra, ma Mercurio è solo circa tre volte più vicino al Sole. Triplicare la distanza dal sole diminuisce la quantità di radiazione che raggiunge la superficie terrestre a un nono livello di luce su Mercurio.
Variazioni orbitali
Secondo la prima legge del moto planetario di Keplero, la legge di orbite, la Terra si muove in un percorso ellittico attorno al sole. La distanza tra la Terra e il sole varia leggermente durante l'anno. All'afelio, la distanza più lontana dal sole, la Terra si trova a 152 milioni di chilometri di distanza. Ma al perielio, la distanza più vicina dal sole, la Terra si trova a 147 milioni di chilometri di distanza. Di conseguenza, durante tutto l'anno, la quantità di luce che raggiunge la superficie terrestre varia di qualche punto.
Radiazione solare
Nel corso degli anni, gli scienziati hanno monitorato direttamente la radiazione solare utilizzando strumenti e satelliti come il Total Irradiance Monitor, parte della missione satellitare SORCE. Gli studi dimostrano che la produzione di energia solare varia da un minuto all'altro e cambia drasticamente nel corso di migliaia di anni. Queste variazioni possono influenzare i cambiamenti nel clima della Terra. Le macchie solari sono anche legate alla produzione di energia solare, anche se non è chiaro come. I dati storici sull'attività delle macchie solari indicano che la produzione di energia solare è più elevata ogni volta che ci sono più macchie solari.
Albedo planetario
Gli scienziati possono calcolare la quantità di energia solare che la Terra riceve a una data distanza dal sole. La Terra riflette parte di questa luce nello spazio, riducendo la radiazione totale assorbita. Questo effetto è descritto dal termine albedo, che è una misura della quantità media di luce riflessa da un oggetto.
L'albedo viene misurato su una scala da zero a uno. Un oggetto con un albedo di uno rifletterebbe tutta la luce che lo raggiunge, mentre a zero albedo, tutta la luce sarebbe assorbita. L'albedo della Terra è circa 0,39, ma i cambiamenti nel tempo come la copertura nuvolosa, le calotte polari o altre caratteristiche della superficie cambiano questo valore.
