6.1 L'efecte hivernacle

El sol és el responsable de virtualment tota l'energia que arriba a la superfície de la Terra. La llum solar rebuda en la part superior de l'atmosfera en proporciona 1366 W/m²; tanmateix, els efectes geomètrics i les superfícies reflexives limiten la llum que s'absorbeix en una localització típica a una mitjana anual de ~235 W/m². Si aquesta fos la calor total rebuda a la superfície, llavors, negligint canvis en l'albedo, s'esperaria que la superfície de la Terra tingués una temperatura mitjana de -18 °C (Lashof 1989). En canvi, l'atmosfera de la Terra recicla el calor que ve de la superfície i reparteix uns 324 W/m² addicionals, el que ocasiona una temperatura superficial mitjana al voltant de +14 °C.

 De la calor emesa per la superfície captada per l'atmosfera, més d'un 75% es pot atribuir a l'acció dels gasos hivernacle que absorbeixen la radiació tèrmica emesa per la superfície de la Terra. L'atmosfera a canvi transfereix l'energia que rep tant a l'espai (un 38%) com de tornada cap a la superfície de la Terra (un 62%), on la quantitat transferida en cada direcció depèn de l'estructura tèrmica i de densitat de l'atmosfera.

 Aquest procés pel qual l'energia és reciclada en l'atmosfera per escalfar la superfície de la Terra es coneix com l'efecte hivernacle i és un element essencial del clima de la Terra. Sota condicions estables, la quantitat total d'energia que introdueix el sistema de la radiació solar s'equilibra exactament amb la quantitat que es radia a l'espai, això permet a la Terra mantenir una temperatura mitjana constant en el temps. Tanmateix, els mesures recents indiquen que la Terra està absorbint actualment 0.85 ± 0.15 W/m² més que del que emet a l'espai (Al de et Hansen. 2005). Es considera que aquest augment, associat amb l'escalfament global, ha estat provocat per l'augment recent en les concentracions de gasos hivernacle.

Ja hem vist que sense atmosfera i sense l'efecte hivernacle que provoca tindríem el planeta a una temperatura de -18 ºC, però si posem massa CO2 a l'atmosfera ens podrien passa amb l'efecte hivernacle com passa al planeta Venus  que té una temperatura de 461,85 º Celsius degut a la concentració de 965000 ppmv de CO2, la Terra té ara 390 ppmv de CO2 i la temperatura mitjana és de 15 º C.