Balansen mellan värme som kommer in i och lämnar en enhet är dess värmebudget. Denna term kan användas i många sammanhang, men syftar ofta specifikt på jorden, som tar emot värme från solen och förlorar värme på en mängd olika sätt för att upprätthålla jämvikten. Om jorden förlorade mer än den vann skulle den svalna, och om den behöll värmen skulle den värmas upp. Vissa forskare är intresserade av värmebudgeten för specifika områden på jorden, som haven, eftersom den spelar en viktig roll i klimatet.
Mycket av jordens värme kommer från solinstrålning, den inkommande strålningen från solen. En del av detta studsar av innan det når planetens yta, där det absorberas av luft, vatten och jord. Under året kan inkommande solinstrålning variera beroende på region eftersom jorden rör sig i rymden. Det finns också sekundära värmekällor i arbete, som biologiska och kemiska processer på jorden som genererar värme. Radioaktivt sönderfall producerar till exempel värme.
Värme förblir inte på plats när den träffar jorden; om det gjorde det skulle vissa områden på jorden bli extremt varma, medan andra skulle vara ganska kalla. Det cirkulerar genom en mängd olika mekanismer. Haven utstrålar till exempel värmen de samlar in, vilket värmer luften ovanför dem. Uppvärmda luftmassor börjar röra sig och för med sig värme. Cirkulationen av dessa luftmassor kan skapa en mängd olika väderförhållanden som fördelar värmen och låter den långsamt stråla tillbaka ut i rymden.
Obalanser från region till region utjämnas över tiden med värmecirkulationen genom atmosfären. Forskare med intresse för klimatvetenskap använder värmebudgeten i sina beräkningar och prognoser för att lära sig mer om nuvarande vädermönster och för att förutsäga vad som kan dyka upp i framtiden. När forskare lär sig mer motbevisar de ibland tidigare hypoteser, eller avslöjar ny information om ursprunget till jordens klimat. Jordens värmebudget var inte alltid perfekt balanserad, och detta förändrades när förhållandena förändrades och bidrog till bildandet av atmosfären.
Det finns många verktyg tillgängliga för att mäta inkommande värme, värmekällor på jorden och olika sätt för planeten att förlora värme för att hålla förhållandena stabila. Värmebudgetforskning kan inkludera satellitobservationer från rymden såväl som laboratorieexperiment och observationer för att lära dig mer om fysiska, kemiska och biologiska processer förknippade med värme. Forskare kan också använda datormodellering för aktiviteter som att förutsäga vad som kan hända när polarisarnas yta minskar.