Zawartość
Atmosfera jest ogrzewana kilkoma złożonymi procesami, ale źródłem prawie całego ogrzewania atmosferycznego jest słońce. Lokalnie powietrze może być podgrzewane przez procesy, które nie zależą bezpośrednio od słońca, takie jak wybuchy wulkanów, uderzenia pioruna, pożary lasów lub działalność człowieka, takie jak wytwarzanie energii i przemysł ciężki, ale te źródła ciepła są nieznaczne w porównaniu z promieniowaniem słonecznym.
Słońce
Słońce promieniuje energią we wszystkich kierunkach w postaci ciepła, światła i promieniowania. Ta energia jest w stanie ogrzewać obiekty na niewiarygodne odległości. Ogrzewanie słoneczne następuje, gdy promieniowanie słoneczne uderza w cząsteczkę jakiegoś materiału i zostaje pochłonięte. Promieniowanie słoneczne uderza w materiały odbijające i odbija je bez pochłaniania dużej ilości ciepła. Przezroczyste materiały pozwalają na przenikanie promieniowania słonecznego bez wymiany ciepła.
Atmosfera
Atmosfera ziemska jest albo odblaskowa, albo przezroczysta, w zależności od długości fali napotkanego promieniowania. W rezultacie atmosfera otrzymuje niewielkie bezpośrednie ciepło z promieniowania słonecznego. Energia słoneczna jest albo odbijana z powrotem w kosmos, albo przepuszczana przez nią bez pochłaniania energii. Więcej energii odbija się w chmurach i związkach chemicznych, takich jak ozon. Tylko około 54 procent energii słonecznej przechodzi przez atmosferę, aby dotrzeć na powierzchnię.
Ziemia
Gdy promieniowanie słoneczne dociera do powierzchni ziemi, ziemia i zbiorniki wodne pochłaniają prawie całość. Tylko około 4 procent odbija się z powrotem w kosmos. Absorbując energię słoneczną, powierzchnie te nagrzewają się. Ciepłe przedmioty zaczynają promieniować na długofalowe promieniowanie podczerwone. Bez atmosfery energia ta promieniowałaby w przestrzeń kosmiczną.
Efekt cieplarniany
Ze względu na skład chemiczny atmosfery ziemskiej większość promieniowania podczerwonego emitowanego przez ciepłą powierzchnię nigdy nie dociera do przestrzeni kosmicznej. Zamiast tego promieniowanie jest odbijane lub pochłaniane przez związki zwane gazami cieplarnianymi. Gdy związki te pochłaniają promieniowanie podczerwone z powierzchni, atmosfera się nagrzewa. Energia odbita z powrotem w kierunku Ziemi dodatkowo ogrzewa powierzchnię, powodując, że Ziemia emituje więcej promieniowania podczerwonego. Tworzy to cykl, który utrzymuje atmosferę i powierzchnię w cieple.