La quantité de rayonnement solaire reçue par la Terre est très étroitement liée à sa distance avec le soleil. Et bien que la production du soleil ait varié au cours de sa longue vie, la distance de la Terre au soleil et aux caractéristiques orbitales a le plus grand effet sur la quantité de rayonnement reçue par notre planète. Mais tout le soleil n'est pas absorbé par la Terre. Certains sont réfléchis dans l'espace au lieu d'être convertis en chaleur.

Inverse Square Law

La loi de l'inverse carré est un concept fondamental en physique qui s'applique à de nombreux phénomènes incluant la gravité, l'électrostatique et la propagation de la lumière. La loi stipule qu'une quantité ou une intensité donnée est inversement proportionnelle au carré de la distance de la source. Par exemple, l'intensité du rayonnement solaire à la surface de Mercure est près de neuf fois celle de la Terre, mais Mercure n'est que trois fois plus proche du Soleil. Tripler la distance au soleil diminue la quantité de rayonnement atteignant la surface de la Terre à un neuvième du niveau de lumière sur Mercure.

Variations orbitales

Selon la première loi de Kepler du mouvement planétaire, la loi de orbites, la Terre se déplace dans un chemin elliptique autour du soleil. La distance entre la Terre et le Soleil varie légèrement tout au long de l'année. À l'aphélie, la plus éloignée du soleil, la Terre est à 152 millions de kilomètres. Mais au périhélie, la distance la plus proche du soleil, la Terre est à 147 millions de kilomètres. En conséquence, tout au long de l'année, la quantité de lumière atteignant la surface de la Terre change de quelques pourcents.

Rayonnement solaire

Au fil des ans, les scientifiques ont directement surveillé le rayonnement solaire en utilisant des instruments et des satellites comme le Total Irradiance Monitor, qui fait partie de la mission satellite SORCE. Des études montrent que la production solaire varie de minute en minute et change radicalement au cours des milliers d'années. Ces variations peuvent influencer les changements dans le climat de la Terre. Les taches solaires sont également liées à la production solaire, même si on ne comprend pas comment. Les relevés historiques de l'activité des taches solaires indiquent que la production solaire est plus élevée chaque fois qu'il y a plus de taches solaires.

Albedo planétaire

Les scientifiques peuvent calculer la quantité de rayonnement solaire reçue par la Terre à une distance donnée du soleil. La Terre réfléchit une partie de cette lumière dans l'espace, réduisant ainsi le rayonnement total absorbé. Cet effet est décrit par le terme albedo, qui est une mesure de la quantité moyenne de lumière réfléchie par un objet.

L'albédo est mesuré sur une échelle de zéro à un. Un objet avec un albédo de un refléterait toute la lumière qui l'atteindrait, alors qu'à zéro albédo, toute la lumière serait absorbée. L'albédo de la Terre est d'environ 0,39, mais les changements au fil du temps tels que la couverture nuageuse, les calottes glaciaires ou d'autres caractéristiques de surface modifient cette valeur.