Energia do Sol na Terra

A energia que atinge a Terra por unidade de área e de tempo, por definição de fluxo, é de:
F_Terra = L_Sol/ (4πr²) onde r é a distância do Sol à Terra, de 1 unidade astronômica (UA) = 150 milhões de km, e

L_Sol = 3,9 x 10²⁶ watts. Chamando R_Terra o raio da Terra, a secção reta da Terra é:

A potência luminosa interceptada pela secção reta da Terra é o fluxo do Sol na Terra vezes a secção reta da Terra, ou seja,

Devido à rotação da Terra, o fluxo médio incidente é obtido dividindo a potência interceptada na Terra pela área total da Terra, que é 4 π R_Terra². Logo o fluxo médio incidente é:

A Terra absorve 61% da luz incidente, refletindo os outros 39%. A energia absorvida aquece a Terra, que irradia como um corpo negro a uma taxa σT⁴ por unidade de área. Logo,
0,61% F^médio_Terra=

Sabendo que σ = = 5,67 × 10^-8 J m^-2 s^-1 K^-4 isso resulta em uma temperatura para a Terra de

De fato, devido ao efeito estufa do gás carbônico (CO₂) e da água, a temperatura da Terra é de 290 K. Portanto o efeito estufa mantém a água na superfície da Terra acima do ponto de congelamento, de 273 K.