كم يبلغ إجمالي الطاقة الشمسية التي يقوم الغلاف الجوي والمحيطات والكتل الأرضية بامتصاصها؟
يستقبل كوكب الأرض 174 بيتا واط من الإشعاعات الشمسية القادمة إليه (الإشعاع الشمسي) عند طبقة الغلاف الجوي العليا.[1] وينعكس ما يقرب من 30% من هذه الإشعاعات عائدة إلى الفضاء بينما تُمتص النسبة الباقية بواسطة السحب والمحيطات والكتل الأرضية. ينتشر معظم طيف الضوء الشمسي الموجود على سطح الأرض عبر المدى المرئي وبالقرب من مدى الأشعة تحت الحمراء بالإضافة إلى انتشار جزء صغير منه بالقرب من مدى الأشعة فوق البنفسجية.[2] تمتص مسطحات اليابسة والمحيطات والغلاف الجوي الإشعاعات الشمسية، ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارتها. يرتفع الهواء الساخن الذي يحتوي على بخار الماء الصاعد من المحيطات مسبباً دوران الهواء الجوي أو انتقال الحرارة بخاصية الحمل في اتجاه رأسي. وعندما يرتفع الهواء إلى قمم المرتفعات، حيث تنخفض درجة الحرارة، يتكثف بخار الماء في صورة سحب تمطر على سطح الأرض، ومن ثم تتم دورة الماء في الكون. تزيد الحرارة الكامنة لعملية تكثف الماء من انتقال الحرارة بخاصية الحمل، مما يؤدي إلى حدوث بعض الظواهر الجوية، مثل الرياح والأعاصير والأعاصير المضادة.[3] وتعمل أطياف ضوء الشمس التي تمتصها المحيطات وتحتفظ بها الكتل الأرضية على أن تصبح درجة حرارة سطح الأرض في المتوسط 14 درجة مئوية.[4] ومن خلال عملية التمثيل الضوئي الذي تقوم به النباتات الخضراء، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، مما يؤدي إلى إنتاج الطعام والأخشاب والكتل الحيوية التي يُستخرج منها الوقود الحفري.
بمجرد أن تتغير الشمس من حرقها للهيدروجين في مركزها لحرقها الهيدروجين حول غلافها، سبدأ المركز في التقلص وسوف يتوسع الغلاف الخارجي. واللمعان الكلي سيزيد زيادة مطردة على مدى البليون سنة القادمة حتى تصل إلى 2730 مرة أكثر لمعانا من لمعانها الحالي في سنة 12167000000 سنوات. سيتم فقدان معظم الغلاف الجوي للأرض على مساحة وسيتكون سطحها من محيط الحمم مع قارات من المعادن وأكاسيد المعادن وكذلك الجبال الجليدية الناتجة من صهر المواد العائمة، ستصل درجة حرارة سطحه إلى أكثر من 2400 K (2130 درجة مئوية، 3860 °F). [90] والشمس تواجه فقدان كتلة أسرع، مع حوالي 33٪ من إجمالي كتلة تسليطها مع الرياح الشمسية. فإن فقدان الكتلة يعني أن مدارات الكواكب سوف تتوسع. والمسافة المدارية من الأرض ستزيد على الأكثر بمعدل 150٪ من قيمته الحالية.