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太陽はあらゆる方向にエネルギーを放射します。その大部分は宇宙に放散しますが、地球に到達する太陽エネルギーのごく一部は、地球を加熱し、大気と海洋を暖めることによって地球の気象システムを駆動するのに十分です。地球が太陽から受ける熱の量と地球が宇宙に放射する熱との微妙なバランスにより、惑星は生命を維持することができます。
日射
太陽放射は、太陽のコアでの核融合反応によって生成され、それにより、可視光の形で大量の電磁放射が放出されます。この放射は、地球を加熱するエネルギーです。太陽の表面は1平方メートルあたり約6300万ワットのエネルギーを放出します。エネルギーが地球に到達するまでに、1億5千万キロメートルまたは9300万マイルを移動した後、太陽に直接面する大気の最上部で1平方メートルあたり1,370ワットまで減少しました。
エネルギー伝送
可視光線、赤外線、紫外線、X線などの電磁放射は、空間の真空を通過できます。他の形式のエネルギーでは、物理メディアが移動する必要があります。たとえば、音エネルギーには空気または他の物質を伝達する必要があり、海洋の波エネルギーには水が必要です。ただし、太陽エネルギーは、エネルギーを伝達する物理物質を必要とせずに、太陽から地球に移動できます。電磁エネルギーのこの特徴は、地球が熱を含む太陽エネルギーを受け取ることを可能にします。
地球を加熱する
地球に到達した太陽エネルギーの一部は、大気と雲から反射して宇宙に戻ります。地球の表面は、入射する太陽放射の約半分を受けます。太陽エネルギーは、日焼けを引き起こすエネルギーの一種である紫外線だけでなく、熱と可視光の形を取ります。エネルギーは、空気、水、岩、建物、舗装、生物などの物質に吸収され、その結果、物質は加熱されます。地球は、主に一部の地域が他の地域よりも多くの日射を受けるため、均一に加熱されません。エネルギーの違いは、惑星全体で風と海流を動かします。
再放射線
地球がエネルギーを失うことなく太陽エネルギーを絶えず受け取った場合、地球は継続的に高温になります。地球は熱を宇宙に放射し、惑星の過熱を防ぎます。再放射される熱の量は、大気中のガスの種類に敏感です。一部のガスは他のガスよりも熱を効率的に吸収し、再放射を妨げます。これらのガスの1つは二酸化炭素です。大気中の二酸化炭素濃度が増加すると、地球の熱収支が変化し、大気により多くのエネルギーが保存され、温室効果として知られる現象である宇宙に放射される熱が減少します。