太阳辐射是地球表面和大气加热的主要能量来源。太阳辐射为短波辐射，大部分可以到达地表，少部分被大气反射、吸收、散失。地球表面接受到太阳辐射后升温，产生长波辐射。地面的长波辐射一部分辐射到大气层，另一部分穿过大气层进入宇宙空间。大气吸收地面长波辐射，温度升高。
近地层大气温度随地表温度的升高而增高，随地表温度的降低而降低。在陆地上，地面是空气的主要热源。地面靠热传导把贴近地面的空气加热，然后靠湍流交换把热量向上传递，近地层空气自下而上被加热。
在海洋上，空气湿度大，水汽含量多，空气吸收太阳辐射的能力比陆地空气大。但由于海洋水面温度昼夜间变化较小，对空气温度变化影响很小，太阳辐射是海洋上空气的主要热源。
大气受热过程中，大气对太阳辐射具有削弱作用，对地面具有保温作用。大气吸收中地面辐射是大气升温的主要直接热源。
地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温；大气对地面长波辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。
人们把大气的这种作用，称为大气的保温作用。据计算，如果没有大气，地球表面平均温度为 —18℃，实际为 15℃。大气的保温作用，使地面温度提高了 33℃多。
二、影响温度的因素
（一）海拔高度与温度变化通常情况下，海拔越高温度越低。这主要有以下几个原因。首先，太阳光虽然是地球热量的重要来源，但太阳光来到地球后，并非直接加热大气。
太阳光以电磁辐射的形式抵达地球后，会与地球大气产生相互作用。在对流层的大气中，氧气、氢气和二氧化碳等不能直接吸收短波的太阳辐射，只会发生折射和反射，而且海拔越高，空气越稀薄。最终吸收太阳能量的主要是地面。
地面在吸收太阳能量后温度会增加，接着会对大气释放以红外线为主的能量，这就是地面辐射。红外线会被大气中的二氧化碳和水蒸气吸收，从而令空气的温度升高。
所以，在对流层内，大气温度是按照离地面的距离递减的，海拔越高，离地面越远，受热越少，气温也就越低。
此外，高海拔地区空气稀薄，对太阳光吸收的热量保温效果差。高海拔地区云层少，晚上对地面的逆辐射作用弱，温度低。白天吸收地面辐射少，晚上保温作用差，这也导致了温度低。
据估计，在对流层内，海拔大约每升高 100 米，气温约下降 0.6 度。如果是 1 万米的高空，那么理论上来说就会下降 60℃。
（二）大气压强与温度大气压强和大气密度对温度有着重要影响。一般来说，高度越高，气压越低，空气越稀薄。温度越高大气压强越低，因为温度高，空气密度小，单位体积的空气产生的压强就小。
反之，温度低的时候空气密度大，大气压就大。地球表面大气压强和大气密度影响着温度的变化。
对于地球上有大气的原因，主要是地球的引力作用。地球的质量足够大，能够吸引住大气层中的气体分子，使其围绕在地球周围。同时，地球的磁场也对大气层起到了一定的保护作用，防止太阳风等宇宙射线将大气层吹散。
大气的存在对地球的温度调节起着重要作用。大气能够吸收和反射太阳辐射，减少地球表面的热量损失，起到保温作用。同时，大气的运动也能够将热量从一个地区传递到另一个地区，平衡地球表面的温度分布。
三、空气热量交换方式
（一）锋两侧冷暖气团与下垫面的热量交换空气热量锋两侧的冷、暖气团同下垫面间时刻进行着热量交换，这种交换影响着锋两侧温度水平梯度的变化。如果冷、暖气团各停留在更冷和更暖的下垫面上，热量交换的结果可能使冷气团变得更冷，暖气团变得更暖，冷、暖气团间的温度梯度比原来增大，锋得到加强。
然而，这种情况在自然界是很少见的。大多数情况是锋两侧的气团都移行到性质大致相似的下垫面上，此时不论地表温度是低于冷气团或高于暖气团，或者介于两者之间，气团同下垫面间热量交换的结果，不是暖气团失热更多，就是冷气团得热更多，都会使冷、暖气团间的温度梯度减小，利于锋消。
大气中暖气团含水汽较多，冷气团含水汽较少，因而成云致雨主要发生在暖气团中，所释放的潜热也主要集中在锋区暖气团一侧，这样会使冷、暖气团间温度梯度增大，有利于锋生。
在实际大气中，往往三种或两种因素共同起作用，其共同效应是利于锋生还是利于锋消，要看那个因素居主导地位。
实践证明，在对流层低层气流水平辐合、辐散是锋生、锋消的一种主要因素；在对流层高层，垂直运动是一个重要因素，而水平气流辐合、辐散也是一个重要因素；在对流层中层，气流水平辐合、辐散和垂直运动往往同等重要，但两者所起作用相反。
凝结潜热释放对锋生也起着一定作用。我国大部分地区处于温带，冷、暖气团活动频繁，锋生现象十分明显。据统计锋生地带主要有两个：一个在东北、内蒙一线，并与北支锋区相对应。
另一个在长江以南地区，并与南支锋区相对应。华南地区凝结潜热释放的数量比较多，对锋生所起作用不容忽视。
（二）造成空气热的原因造成空气热的原因主要有以下几点。如果没有阳光，地球上就没有光和热，空气自然也就不会热。
但准确地说，空气热并非太阳直接晒成的，而是地面 “烤” 的。太阳光射到地球上的是短波辐射，大气不能吸收这种辐射的热量，所以阳光虽然穿过大气，却不能把它晒热。
地面和海洋却能吸收这种热辐射，再以长波向空中辐射热量，大气能吸收这种辐射的能量变得热起来。
另外，地面还可以通过空气的上下对流，把一部分热量传给大气。所以空气只是间接地吸收了太阳的热量。
四、地球热量的去向
（一）全球气候变暖与海洋全球气候变暖不是骗局。有研究表明，温室效应导致的全球变暖的 93.4% 的热量都由海洋吸收了。
海洋储存热量有两大机制：一是吸收热量，海水吸收热量后，通过洋流将热带海水输送到大洋的冷水区域，冷水区域的冷水沉入海底，再通过洋流到达其他海域，以此循环来吸收热量；二是 “吸碳”，海洋就像一个巨大的二氧化碳沉淀池，阻止更多的二氧化碳排放到大气中，从大气中吸收二氧化碳，同时释放氧气。
目前海洋已经储存了 1500 亿吨的碳，仅在一年内，海洋就可吸收大约 23 亿吨的碳，是人类全年释放二氧化碳总量的 1/4。
然而，海洋温度上升带来诸多危害。虽然海水对其内部所包含的含氧量是可以自然调控的，但是持续上升的二氧化碳排放量造成了海水酸性增强，加上二氧化碳不断地排放，导致大片的海洋中的氧气含量不断降低。
研究者推断，在未来不出 20 年的时间里，太平洋的很多海域必然会出现氧气减少的情况。当下其实已经进入海水缺氧的阶段，如果人类依然让气温不断上升的话，这种海域缺氧的情况也会大范围的扩张，甚至还会进入一种快速扩张的阶段。
随着海洋变暖，一些鱼类开始迁徙，远离赤道水域，前往更接近两极的较冷的地区生活。在海水温度不断上升的情况下，也会导致海底甲烷释放。
虽然有一些海洋微生物菌会吞噬海底甲烷气体并转变成二氧化碳，但同样会对海洋的生态环境造成严重影响。
因为随着这种冰冻甲烷释放，会不断产生一些泡沫，泡沫直接冲入海水表面，又会导致海水的温度更高，给海洋生物带来很大威胁，甚至多余的二氧化碳和甲烷会释放到空气中，进一步导致温室效应，形成恶性循环。
更高的温度，也导致了大规模和长时间的珊瑚漂白效应。当海面温度升高时，珊瑚虫就会将黄藻排出体内，一旦没有了这些五颜六色的藻类，珊瑚礁便会显露出白色，即所谓的白化。
如果水温持续居高不下，被严重漂白的珊瑚则会死亡。研究人员已经在世界上最大最长的珊瑚礁群澳大利亚的大堡礁见证了一场惨烈的伤亡 —— 大规模白化现象已经导致位于这一 2300 千米区域的 35% 珊瑚死亡。
（二）两极冰川融化与珊瑚漂白效应全球气候变暖热量消化在海洋上的另一个表现就是两极的冰川日益融化。据统计，在 2013 年北冰洋的冬季海冰总量已经只剩下 1970 年的一半了。两极冰川融化会带来一系列严重后果。
首先，海平面上升，抬高了台风 - 风暴潮的基础水位，使得（超）强台风 - 风暴潮增水更易形成灾害性水位，特别是叠加高海平面和天文大潮时，加剧洪涝灾害的程度，许多低洼地还面临未来海平面持续上升带来永久淹没的威胁。
珊瑚漂白效应是由气候变化带来的最直观的热视觉指标。珊瑚是一种共生植物，在海洋中与黄藻共生，黄藻生活在珊瑚的组织中，并通过光合作用，产生对于珊瑚虫来讲至关重要的食物。
但海洋温度升高对这一对共生 “兄弟” 可不是什么好事。当海面温度升高时，珊瑚虫就会将黄藻排出体内，一旦没有了这些藻类，珊瑚礁便会显露出白色，即所谓的白化。如果水温持续居高不下，被严重漂白的珊瑚则会死亡。
它们剩余的骨架会被一些藻类寄生覆盖，藻类便使得这些珊瑚窒息而亡，从而使珊瑚群失去恢复生长的机会。漂白频率的增加将使得珊瑚礁的恢复变得越来越难。
五、地球大气受热过程中的能量
（一）太阳辐射能量太阳辐射是地球大气受热的主要能量来源之一。太阳每秒钟向地球发射约为 焦耳的能量，大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温。
太阳辐射为短波辐射，大气中的氧气、氢气和二氧化碳等不能直接吸收短波的太阳辐射，只会发生折射和反射。
最终吸收太阳能量的主要是地面，地面在吸收太阳能量后温度会增加，接着会对大气释放以红外线为主的能量，这就是地面辐射。
（二）地球表面反射能量地球表面反射的能量大约占太阳辐射能量的 30%。这部分能量被大气中的气体和悬浮粒子吸收、散射和反射。在海洋上，空气湿度大，水汽含量多，空气吸收太阳辐射的能力比陆地空气大。但由于海洋水面温度昼夜间变化较小，对空气温度变化影响很小。
（三）大气中的温室效应能量大气中的温室气体如二氧化碳、甲烷等吸收地球表面散发的热量，再将吸收的热量重新散发到地球表面，形成了大气中的温室效应能量。大气中的二氧化碳浓度升高会使雨量增加，作物的生长期延长，促进了植物的光合作用，有利于农作物增产。然而，温室效应增强也带来了一系列危害。
（四）温室效应增强的原因人类活动：人们焚烧化石燃料，如石油，煤炭等，或者是大量砍伐森林并且将其焚烧，从而产生了二氧化碳等多种温室气体，产生了 “温室效应”，导致全球变暖。人口剧增，排放的二氧化碳量也就逐渐变大。水污染严重，形成新鲜淡水的供与需的一对矛盾。有毒物品、废料污染，对地球表面的生态环境也带来了危害，导致全球变暖。自然因素：太阳活动有专家认为现在气候变暖跟太阳周期有关。丹麦国际空间科学家提出一种假说，认为太阳活动的变化会改变地球上空的云量，“放大” 太阳对地球的影响，从而左右气候变化。日本专家提出，虽然太阳辐射能量的变化幅度只有 0.1％，但这种能量变化能使地球大气对于太阳紫外线的吸收量变化幅度达到百分之几，这种吸收量的增加会使大气臭氧层温度升高，进而波及对流层，对寒流和季风造成影响。（五）温室效应增强的影响气候转变：全球变暖，地球表面及大气低层变暖，可能引发大气层云量及环流的转变。政府间气候变化专门委员会估计全球的地面平均气温会在 2100 年上升 1.4 至 5.8 度。海平面升高：海水受热膨胀令水平面上升，冰川和格陵兰及南极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。预期由 1900 年至 2100 年地球的平均海平面上升幅度介乎 0.09 米至 0.88 米之间。地球上的病虫害增加、气候反常，海洋风暴增多、土地干旱，沙漠化面积增大。温室效应可使史前致命病毒威胁人类。由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。全球变暖加剧了自然灾害的发生，比如在 20 世纪后半叶，北半球中高纬地区的暴雨发生频率增加了 2% 至 4%，同时由于全球变暖地球极端性天气现象多发，比如厄尔尼诺、拉尼娜、寒潮、干旱等灾害多发。全球变暖会导致地球原有生态系统的改变，一些物种可能会灭绝，比如海洋中的珊瑚虫对海水温度的变化十分敏感，全球变暖已经导致大堡礁中的很多珊瑚虫死亡。全球变暖导致海平面上升，淹没沿海低地。全球变暖一方面使得两极地区的大陆冰川冰川融化，大量冰川融水进入海洋；另一方面，全球变暖使得海水受热膨胀，两方面共同促使海平面上升，淹没沿海低地和一些岛屿。
