Di David Sarokin Aggiornato il 24 marzo 2022
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Il sole irradia energia in tutte le direzioni. La maggior parte si dissipa nello spazio, ma la piccola frazione dell’energia solare che raggiunge la Terra è sufficiente per riscaldare il pianeta e far funzionare il sistema meteorologico globale riscaldando l’atmosfera e gli oceani. Il delicato equilibrio tra la quantità di calore che la Terra riceve dal sole e il calore che la Terra irradia nello spazio consente al pianeta di sostenere la vita.
La radiazione solare è creata dalle reazioni di fusione nucleare nel nucleo del sole, che fa sì che emetta una grande quantità di radiazioni elettromagnetiche, principalmente sotto forma di luce visibile. Questa radiazione è l'energia che riscalda la Terra. La superficie del sole emette circa 63 milioni di watt di energia per metro quadrato. Nel momento in cui l'energia raggiunge la Terra, dopo aver percorso 150 milioni di chilometri, è scesa a 1.370 watt per metro quadrato nella parte superiore dell'atmosfera, direttamente di fronte al sole.
Le radiazioni elettromagnetiche, compresa la luce visibile, la radiazione infrarossa, la luce ultravioletta e i raggi X, possono viaggiare attraverso il vuoto dello spazio. Altre forme di energia richiedono un mezzo fisico per muoversi. Ad esempio, l'energia sonora ha bisogno dell'aria o di un'altra sostanza per essere trasmessa, mentre l'energia delle onde degli oceani ha bisogno dell'acqua. L'energia solare, tuttavia, può viaggiare dal sole alla Terra senza la necessità di una sostanza fisica per trasmettere l'energia. Questa caratteristica dell'energia elettromagnetica rende possibile alla Terra di ricevere l'energia solare, compreso il calore.
Parte dell’energia solare che arriva sulla Terra rimbalza sull’atmosfera e sulle nuvole e torna nello spazio. La superficie della Terra riceve circa la metà della radiazione solare in arrivo. L'energia solare assume la forma di calore e luce visibile, nonché di raggi ultravioletti, il tipo di energia che provoca le scottature. L'energia viene assorbita dalla materia, compresa l'aria, l'acqua, le rocce, gli edifici, i pavimenti e gli esseri viventi, e di conseguenza la materia viene riscaldata. La Terra non si riscalda in modo uniforme, soprattutto perché alcune aree ricevono più radiazione solare di altre. Le differenze di energia guidano i venti e le correnti oceaniche in tutto il pianeta.
Se la Terra ricevesse costantemente energia solare senza alcun mezzo per perdere energia, diventerebbe continuamente più calda. La Terra irradia calore nello spazio, impedendo al pianeta di surriscaldarsi. La quantità di calore irradiato è sensibile al tipo di gas presenti nell'atmosfera; alcuni gas assorbono il calore in modo più efficace di altri e interferiscono con la riirradiazione. Uno di questi gas è l'anidride carbonica. Con l'aumento delle concentrazioni atmosferiche di anidride carbonica, il bilancio termico della Terra viene modificato, con più energia immagazzinata nell'atmosfera e meno calore irradiato nello spazio, un fenomeno noto come effetto serra.
