כיצד ריכוז הפחמן הדו חמצני באוויר קשור להתחממות כדור הארץ?

כאשר קרני השמש פוגעות בפני כדור הארץ ומחממות אותו, חלק מהאנרגיה האצורה בהן נפלט מפני השטח בחזרה אל החלל בדמות קרינה תת-אדומה. פחמן דו חמצני וגזי חממה נוספים באטמוספרה בולעים את קרני האינפרא-אדום ומתחממים, וגורמים לעלייה בטמפרטורה הכללית של האטמוספרה בתהליך שנקרא "אפקט החממה". מדידות של לוויינים מראות שבין השנים 1996-1970 כמות הקרינה הנפלטת מפני השטח אל החלל פחתה משמעותית, מה שמצביע על כך שיותר אנרגיה נותרת בתוך האטמוספירה. תוצאות אלו נתמכות במחקרים נוספים.

העלייה בטמפרטורת האטמוספרה גורמת לה לפלוט יותר קרינת אינפרא-אדום בעצמה, ואכן מדידות על פני השטח מראות כי כמות קרינת האינפרא-אדום המגיעה מכיוון האטמוספרה אל פני כדור הארץ גדלה בשנים האחרונות. העלייה הזו היא ביטוי נוסף להתגברות אפקט החממה.

עדות נוספת לקשר שבין העלייה בריכוז גזי החממה לבין ההתחממות הגלובלית אפשר לראות בהבדלים במגמת השינוי בין שכבות האטמוספרה השונות. מודלים אקלימיים ממוחשבים חוזים כי עם העלייה בריכוז גזי החממה, צפויה התחממות של חלקה התחתון של האטמוספרה (טרופוספרה, המגיעה עד לגובה של כ-17 ק"מ) בעוד שחלקה העליון (אסטנוספרה) צפוי להתקרר. תופעה זו מתרחשת בגלל תכונה פיזיקלית הגורמת לגזי החממה בטרופוספרה ללכוד יותר קרינת אינפרא-אדום (השקולה לחום), על חשבון קרינה שהייתה מגיעה אל האסטנוספרה, מה שמוביל להתקררותה. תצפיות מלוויינים ומבלוני מחקר מאששות את התחזית הזו.

קרדיט למכון דיווידסון