La composición de la atmosfera en su parte baja (la troposfera, fundamentalmente), su alta densidad, debida a la compresibilidad de la misma y la capacidad que tiene de permitir que la radiación solar la atraviese sin calentarla (diatermancia), permiten que ésta absorba gran parte de la radiación infrarroja remitida por la superficie terrestre (calor) y que no se escape hacia la atmosfera superior.
Los gases que más contribuyen al efecto invernadero en condiciones naturales son, en orden de importancia: vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y el ozono. Todos ellos son conocidos como gases de efecto invernadero (GEI).
La atmosfera cumple un papel de filtro frente a la radiación solar y por fortuna, apenas una tercera parte de ella llega hasta la superficie terrestre de manera inalterada. La mayor parte de la radiación ultravioleta es absorbida por la capa de ozono que se encuentra en la estratosfera. Los rayos X y otras radiaciones de onda muy corta del espectro solar son absorbidos en gran medida en la ionosfera por el nitrógeno, el oxígeno y otros componentes atmosféricos. La radiación solar, de longitudes de onda larga es absorbida por el dióxido de carbono y al agua presentes en la atmosfera, por lo que llega muy poca radiación de este tipo hasta la superficie terrestre. Ver el espectro electromagnético.
La energía solar se transmite a través de ondas electromagnéticas y se propaga por el espacio a la velocidad de la luz (300.000 km/s) sin necesidad de un medio; es decir, en el vacío.
La distribución energética del conjunto de ondas electromagnéticas se llama espectro electromagnético, el cual se extiende desde la radiación de menor longitud de onda (rayos gamma y rayos X de 10-6 nm), hasta las de mayor longitud de onda (ondas de radio de 100 km). Un nanómetro (nm) es la mil millonésima parte del metro (10-9m). Mientras más corta sea la longitud de onda, más alta es su frecuencia y su cantidad de energía. Por el contrario, las ondas de baja frecuencia tienen grandes longitudes de onda y poca energía. Onda corta, significa alta frecuencia y onda larga, baja frecuencia.
El ojo humano percibe la luz dentro de la región comprendida entre los 400 nm (violeta) y los 700 nm (rojo) y por debajo de éste último ya no ve, pero percibe la energía en forma de calor (infrarrojo). La radiación ultravioleta (UV) representa apenas un 8-9% del total de la energía emitida por el sol, el rango visible un 46-47% y el 45 % restante se encuentra en rangos cercanos al infrarrojo.
[1] Referencia imagen: «EM Spectrum Properties es» de Crates. Original version in English by Inductiveload - Translation from English version. Disponible bajo la licencia Dominio público vía Wikimedia Commons - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM_Spectrum_Properties_es.svg#/media/File:EM_Spectrum_Properties_es.svg