Energia solară nu este singurul factor determinant al temperaturii atmosferice. După cum s-a menționat mai sus, suprafața Pământului, după ce absoarbe radiația solară în regiunea vizibilă, emite radiație infraroșie înapoi în spațiu. Mai multe gaze atmosferice absorb această radiație termică și o re-radiază în toate direcțiile,Pe grafic sunt trasate linii care leagă punctele cu temperaturi egale (ca niște curbe de nivel pe o hartă), date în grade C. Figura 2 este pentru perioada decembrie-februarie, care este iarnă în emisfera nordică și vară în cea sudică. Așa cum era de așteptat, cea mai caldă temperatură se găsește la suprafață, în apropierea ecuatorului, și scade pe măsură ce ne deplasăm spre oricare dintre poli și/sau pe măsură ce creștem în altitudine. Cu toate acestea, în mod surprinzător, cel mai rece punct din atmosfera inferioară se află la tropopauză, deasupra ecuatorului, care este mai rece chiar și decât în regiunile polare. Ilustrație realizată de Hans & Cassidy. Prin amabilitatea Gale Group.Graficul de temperatură (Figura 3) pentru perioada iunie-august (iarna din emisfera sudică, vara din nord) arată că temperatura ecuatorială nu se schimbă prea mult odată cu anotimpurile. Latitudinile medii și înalte au cunoscut mult mai multe schimbări, deoarece contururile de temperatură s-au deplasat spre nord. Tropopausa de deasupra ecuatorului este în continuare extrem de rece, fiind depășită doar de stratosfera de deasupra Antarcticii. Ilustrație realizată de Hans & Cassidy. Prin amabilitatea Gale Group.
inclusiv înapoi spre suprafață. Aceste așa-numite gaze cu efect de seră rețin astfel radiația infraroșie în atmosferă, crescând temperatura acesteia. Gazele cu efect de seră importante includ vaporii de apă (H2O), dioxidul de carbon (CO2) și metanul (CH4). Se estimează că, în absența gazelor cu efect de seră, temperatura medie a suprafeței Pământului ar fi mai scăzută cu aproximativ 32°C (90°F). Deoarece această temperatură este cu mult sub punctul de îngheț al apei, este evident că planeta ar fi mult mai puțin ospitalieră pentru viață în absența efectului de seră.
În timp ce gazele cu efect de seră sunt esențiale pentru susținerea vieții pe planetă, mai mult nu înseamnă neapărat mai bine. De la începutul revoluției industriale, la mijlocul secolului al XIX-lea, oamenii au eliberat cantități tot mai mari de dioxid de carbon în atmosferă prin arderea combustibililor fosili. Nivelul de dioxid de carbon măsurat în atmosfera îndepărtată a înregistrat o creștere continuă de la începutul înregistrărilor, în 1958. Dacă această creștere se traduce printr-o creștere similară a temperaturii atmosferice, rezultatele ar fi într-adevăr dezastruoase: topirea calotelor de gheață polare și umflarea mărilor, ceea ce ar duce la acoperirea orașelor de coastă de către ocean; schimbări radicale ale climei, care ar condamna plantele și animalele care nu s-ar putea adapta suficient de repede; și schimbări imprevizibile ale vântului și ale modelelor meteorologice, ceea ce ar reprezenta provocări semnificative pentru agricultură. Problema în ceea ce privește prognozarea schimbărilor pe care le poate aduce creșterea gazelor cu efect de seră este că clima Pământului este un sistem foarte complicat și interconectat. Interacțiunea dintre atmosferă, oceane, continente și calotele glaciare nu este complet înțeleasă. Deși se știe că o parte din dioxidul de carbon emis este absorbit de oceane și, în cele din urmă, se depune sub formă de rocă carbonată (cum ar fi calcarul), nu știm dacă acesta este un proces constant sau dacă poate ține pasul cu emisiile noastre constante. Modelele computerizate concepute pentru a imita clima Pământului trebuie să facă multe aproximări. Cu toate acestea, calculele efectuate de aceste modele mai puțin perfecte sugerează că o dublare a nivelului de dioxid de carbon ar însemna o creștere a temperaturilor medii la suprafața emisferei nordice de 4-6°C (39-43°F). Deși acest lucru poate părea puțin, rețineți că, în timpul ultimei ere glaciare, când calote mari de gheață acopereau o mare parte din emisfera nordică, temperatura medie a Pământului era cu numai 5°C (41°F) mai mică decât nivelurile actuale.
.