Co způsobuje atmosférické vytápění?

Atmosféra je ohřívána několika složitými procesy, ale zdrojem téměř veškerého atmosférického ohřevu je slunce. Místně může být vzduch ohříván procesy, které se nespoléhají přímo na slunce, jako jsou sopečné erupce, údery blesku, lesy požáry nebo lidská činnost, jako je výroba energie a těžký průmysl, ale tyto zdroje tepla jsou ve srovnání se solární energií nevýznamné záření.

Slunce vyzařuje energii ve všech směrech ve formě tepla, světla a záření. Tato energie je schopna ohřívat objekty na neuvěřitelné vzdálenosti. Solární ohřev nastává, když sluneční záření zasáhne molekulu nějakého materiálu a je absorbováno. Sluneční záření dopadá na reflexní materiály a odráží je pryč, aniž by absorbovalo velké množství tepla. Transparentní materiály umožňují průchod slunečního záření bez výměny tepla.

Zemská atmosféra je buď reflexní nebo průhledná, v závislosti na vlnové délce záření, se kterým se setkává. Výsledkem je, že atmosféra přijímá jen málo přímého tepla ze slunečního záření. Sluneční energie se buď odráží zpět do vesmíru, nebo se nechá projít, aniž by byla absorbována. Více energie se odráží v mracích a chemických sloučeninách, jako je ozon. Pouze asi 54 procent sluneční energie prochází atmosférou, aby se dostalo na povrch.

Jakmile sluneční záření dosáhne zemského povrchu, půda a vodní útvary téměř všechno absorbují. Pouze asi 4 procenta se odrážejí zpět do vesmíru. Absorpcí sluneční energie se tyto povrchy zahřívají. Teplé objekty začínají vyzařovat dlouhovlnné infračervené záření. Bez atmosféry by tato energie vyzařovala do vesmíru.

Vzhledem k chemickému složení zemské atmosféry se většina infračerveného záření emitovaného teplým povrchem nikdy nedostane do vesmíru. Místo toho se záření odráží nebo absorbuje sloučeninami známými jako skleníkové plyny. Když tyto sloučeniny absorbují infračervené záření z povrchu, atmosféra se zahřeje. Energie odražená zpět k Zemi dále ohřívá povrch, což způsobuje, že Země emituje více infračerveného záření. Tím se vytvoří cyklus, který udržuje atmosféru a povrch teplý.