El equilibrio entre el calor que entra y sale de una entidad es su balance de calor. Este término se puede utilizar en muchos contextos, pero a menudo se refiere específicamente a la Tierra, que recibe calor del sol y lo pierde de diversas formas para mantener el equilibrio. Si la Tierra perdiera más de lo que ganó, se enfriaría, y si retenía calor, se calentaría. Algunos investigadores están interesados en el balance de calor de áreas específicas de la Tierra, como los océanos, porque juega un papel importante en el clima.
Gran parte del calor de la Tierra proviene de la insolación, la radiación entrante del sol. Parte de esto rebota antes de llegar a la superficie del planeta, donde es absorbido por el aire, el agua y el suelo. A lo largo del año, la insolación entrante puede variar según la región porque la Tierra se mueve en el espacio. También hay fuentes secundarias de calor en el trabajo, como procesos biológicos y químicos en la Tierra que generan calor. La desintegración radiactiva, por ejemplo, produce calor.
El calor no permanece en su lugar cuando golpea la Tierra; si lo hiciera, algunas áreas de la Tierra se volverían extremadamente calientes, mientras que otras estarían bastante frías. Circula a través de una variedad de mecanismos. Los océanos, por ejemplo, irradian el calor que acumulan, lo que calienta el aire sobre ellos. Las masas de aire calentado comienzan a moverse, trayendo calor con ellas. La circulación de estas masas de aire puede crear una variedad de condiciones climáticas que distribuyen el calor y permiten que se irradie lentamente hacia el espacio.
Los desequilibrios de una región a otra se igualan con el tiempo con la circulación de calor a través de la atmósfera. Los investigadores interesados en la ciencia del clima utilizan el balance de calor en sus cálculos y proyecciones para aprender más sobre los patrones climáticos actuales y predecir lo que puede surgir en el futuro. A medida que los investigadores aprenden más, a veces refutan hipótesis anteriores o descubren nueva información sobre los orígenes del clima de la Tierra. El balance de calor de la Tierra no siempre estuvo perfectamente equilibrado, y esto cambió a medida que las condiciones cambiaron y contribuyeron a la formación de la atmósfera.
Hay numerosas herramientas disponibles para medir el calor entrante, las fuentes de calor en la Tierra y varios medios para que el planeta pierda calor para mantener estables las condiciones. La investigación del balance de calor puede incluir observaciones satelitales desde el espacio, así como experimentos y observaciones de laboratorio para aprender más sobre los procesos físicos, químicos y biológicos asociados con el calor. Los investigadores también pueden utilizar modelos informáticos para actividades como predecir lo que podría suceder a medida que disminuye el área de los casquetes polares.