Környezeti klimatológia

A szén-dioxid a sztratoszférát hűti azáltal, hogy a felső légkör vékonyabb rétegén át hőt sugároz ki a világűrbe. 

Így, mivel a CO2 koncentrációja növekszik, a sztratoszféra hűl, az ózonlebontás sebessége csökken, az ózon koncentrációja pedig növekszik. Ha föltesszük, hogy a felszínhőmérsékletben, illetve a vízgőz koncentrációjában nem lép föl változás, akkor egyedül a légköri CO2 megduplázódása a sztratoszférikus ózonszint néhány százalékos növekedéséhez vezet. Ez az ózonszint-növekedés - egy másodrendő pozitív visszacsatolásként - további fölmelegedést indíthat el. Azonban, ha a légköri vízgőz koncentrációja növekszik a magasabb felszínhőmérséklet hatására, az OH-gyökök koncentrációja is nő, ami elegendő arra, hogy az ózon mennyiségét csökkentse az alsó sztratoszférában. Ugyancsak meg kell jegyezzük, hogy a sztratoszférikus hőmérséklet csökkenése jégkristályokból álló felhők képződését indíthatja el, ami az ózon lokális lebontását idézi elő. 

Mindezek alapján a szén-dioxid koncentrációjának növekedésére adandó válaszokat óvatosan kell kezelnünk. 

a középső légkör (sztratoszféra és mezoszféra) mozgásfolyamatait az ózon melegítő hatása és a szén-dioxid sugárzási hűtése szabályozza

A légköri metánnak a globális hőmérsékletváltozásban játszott szerepe ma még tisztázatlan.

a felszín, mely a napsugárzásnak majdnem a felét elnyeli, az alsó légkör hőforrásává válik, mely átlagban egyenletesen hűl a magasság növekedésével, egészen kb. 10 km-ig. A légkörnek ez a része a troposzféra. Itt a vertikális hőmérsékleti gradiens: -6,5 K , amit a sugárzás melegítő hatása és a vertikális konvektív folyamatok befolyásolnak. 

A meleg felszíni réteg infravörös sugárzást bocsát ki, melynek legnagyobb részét az optikailag aktív légköri gázok, a felhők és az aeroszol részecskék felfogják. Ezek az összetevők újra kibocsátják az elnyelt sugárzást, részben a világűrbe, részben vissza a földfelszínre, mely utóbbi rendkívüli módon csökkenti a felszín tiszta hőveszteségét. Mivel a légköri kibocsátók hőmérséklete alacsonyabb, mint a felszíné, azok viszonylag kevesebb sugárzási energiát bocsátanak ki. Emiatt a Föld-légkör rendszerből távozó összes infravörös sugárzási energia kevesebb, mint a felszín által egyedül kibocsátott sugárzás; továbbá a Föld effektív sugárzási hőmérsékletét jobban befolyásolja a hűvösebb légköri gázok és a felhők tetejének a hőmérséklete (melyek durván a felhők tetején mért hőmérséklető abszolút fekete test szerint bocsátanak ki sugárzást), mint az alul lévő melegebb felszín. Ezt a jelenséget gyakran üvegházhatásnak nevezik. 

Ha valamely infravörös sugárzást elnyelő gáz mennyisége a légkörben növekszik, akkor az a felszínközeli meleg légrétegekből származó infravörös sugárzási energia nagyobb hányadát nyeli el. Ennélfogva a világűrbe távozó infravörös sugárzásfluxus csökken. Továbbá ez megnöveli a lefelé irányuló infravörös sugárzásfluxust is az alsó légkörben, mely tovább melegíti a felszínt. Az üvegházhatás eredménye az, hogy a légköri infravörös sugárzáselnyelők koncentrációjának a növekedése a felszínhőmérséklet emelkedéséhez vezet. Az üvegházhatás szükséges ahhoz, hogy a Föld-légkör rendszer által a világűrbe történő állandó infravörös sugárzás-kibocsátás fennmaradjon, feltéve hogy a planetáris albedó nem változik. 1900 óta elegendő CO2, CH4, N2O és klórfluorkarbon vegyületek (CFC-k) halmozódtak föl a légkörben ahhoz, hogy további kb. 3 W sugárzási energia hasznosuljon a Föld felszínén. 

Ez kétségtelen tény, azt viszont elég bonyolult megmondani, hogy ez a 3 W sugárzási többlet hogyan alakul át hőmérsékleti többletté, mivel ez a sugárzási többlet számos visszacsatolási mechanizmus modellezését kívánja meg az éghajlati rendszerben.

Amíg azonban az üvegház analógia hasznos és értelmezhető a döntéshozók és a nagyközönség számára a komplex folyamatokat illetően, nem használható a folyamatok jobb megértéséhez vagy egy új tudományos elképzelés kialakításához. A valóságban az analógia nem érvényes mivel az üvegház nem engedi meg a konvekciós hőcserét, mivel az üvegházgázokkal szemben megakadályozza a sugárzási hőveszteséget. 

Az üvegházhatás következményeit, melyek eredetileg a légköri szén-dioxid (CO2) növekedésének a hatásaira koncentrálódtak, egészen az 1960-as évekig úgy tekintették, mint az emberiség számára előnyös, vagy semleges tényezőket Arrhenius (1908), Chamberlin (1899) és később Callendar (1938) úgy vélték, hogy ezek a tényezők előnyösek az emberiség számára.

Kétségtelen tény, hogy új erdők telepítésével a légköri CO2 egy részét meg lehet kötni. Láttuk azonban, hogy a telepített erdők évente még feleannyi szárazanyagot sem termelnek, mint a természetes erdők, így CO2-megkötő képességük is ezzel arányos. Ahhoz tehát, hogy pl. az elmúlt húsz év erdőirtásából eredő CO2-többletet az új erdők beépítsék faanyagukba, 20 éven át legalább kétszer olyan ütemben kellene telepíteni a trópusi erdőket, mint ahogy jelenleg irtják őket.

Egyes számítások az erdőirtásokat és a mezőgazdasági fejlődést együtt értékelve arra az eredményre vezettek, hogy ezek az emberi tevékenységek a teljes CO2-emisszió 30 %-át adták az 1980-as évek elején. Az erdőirtásból származó CO2 növekedés gyorsabb ütemű, mint a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származó növekedés.

https://www2.sci.u-szeged.hu/eghajlattan/kornyklim-teljes.pdf