Hvorfor har en planet, den temperatur som den har? Kvalitativt, er en planets temperatur bestemt af, den balance der re mellem mængden af sollys der absorberes, og mængden af den energi der udstråles tilbage ud i rummet. Vi har nu de redskaber vi har brug for, for at vende denne kvalitative idé, til en reel forudsigelse af planeternes temperaturer.
Vi begynder med den mængde af sollys der bliver absorberet. Fra Solens perspektiv, ligner en planet en cirkulær skive, med en radius lig med planetens radius,
Mængden af energi der rammer en planet, afhænger også af lysstyrken på sollyset ved den afstand, hvor planeten kredser. Lysstyrken af sollys i en afstand af d fra Solen, er lig med Solens luminositet (
Vi må også overveje en yderligere faktor. En planet absorberer ikke alt det sollys, der falder på den. Den del af det sollys, der reflekteres fra en planet, kaldes planetens albedo, a. En planet helt dækket af sne, ville have en høj albedo tæt på 1; en planet helt dækket af sorte klipper, ville have en lav albedo tæt på 0:
Ved at kombinere disse faktorer, får vi at:
Lad os så kigge på den anden del af ligevægten: den mængde energi planeten stråler ud i rummet hvert sekund. Vi kan beregne denne mængde, ved at gange antallet af kvadratmeter af planetens samlede areal, med den energi der udstråles fra hver kvadratmeter hvert sekund.
Planetens overfladeareal er givet ved
Husk, at hvis planetens temperatur forbliver stabil – hvis den hverken opvarmes eller afkøles – skal den udstråle lige så meget energi ud i rummet som den absorberer i form af sollys (figur 4.23). Vi kan derfor sætte lighedstegn mellem de to foregående udtryk, ved at sætte den udstrålede energi lig med den absorberede energi:
eller
På venstre side af ligningen, angiver
Ved at tage resultatet af højre side af ligningen, giver den mængde energi der absorberes af planeten hvert sekund. Lighedstegnet betyder, at den energi der stråles væk fra planeten, skal balancere med mængden af absorberet sollys. Hvis man udligner
