L'atmosfera è riscaldata da diversi processi complessi, ma la fonte di quasi tutto il riscaldamento atmosferico è il sole. A livello locale, l'aria può essere riscaldata da processi che non dipendono direttamente dal sole, come eruzioni vulcaniche, fulmini, incendi boschivi o attività umane, come la produzione di energia e l'industria pesante, ma queste fonti di calore sono insignificanti rispetto alla radiazione solare.

The Sun

Il sole irradia energia in tutte le direzioni sotto forma di calore, luce e radiazioni. Questa energia è in grado di riscaldare oggetti su distanze incredibili. Il riscaldamento solare si verifica quando la radiazione solare colpisce una molecola di un certo materiale e viene assorbita. La radiazione solare colpisce i materiali riflettenti e la riflette lontano senza assorbire molto calore. I materiali trasparenti consentono il passaggio della radiazione solare senza scambio di calore.

L'atmosfera

L'atmosfera della terra è riflettente o trasparente, a seconda della lunghezza d'onda della radiazione che incontra. Di conseguenza, l'atmosfera riceve poco calore diretto dalla radiazione solare. L'energia solare viene riflessa nello spazio o lasciata passare senza che la sua energia venga assorbita. Più energia è riflessa da nuvole e composti chimici, come l'ozono. Solo il 54 percento dell'energia solare passa attraverso l'atmosfera per raggiungere la superficie.

La Terra

Una volta che la radiazione solare raggiunge la superficie terrestre, il terreno e i corpi idrici assorbono quasi tutto . Solo il 4% circa viene riflesso nello spazio. Assorbendo l'energia solare, queste superfici si riscaldano. Gli oggetti caldi iniziano a irradiare la radiazione infrarossa a onde lunghe. Senza l'atmosfera, questa energia si irradierà nello spazio.

L'effetto serra

A causa della composizione chimica dell'atmosfera terrestre, la maggior parte della radiazione infrarossa emessa dalla superficie calda non raggiunge mai lo spazio . Invece la radiazione viene riflessa o assorbita da composti noti come gas serra. Quando questi composti assorbono la radiazione infrarossa dalla superficie, l'atmosfera si riscalda. L'energia riflessa verso la terra riscalda ulteriormente la superficie, facendo sì che la terra emetta più radiazioni infrarosse. Questo crea un ciclo che mantiene l'atmosfera e la superficie calde.