Bilan radiatif
La Terre reçoit une puissance solaire moyenne de 342 W/m2. Sa surface et les nuages réfléchissent environ 30% de la lumière reçue. C'est le phénomène d'albédo. Les 70% restants sont absorbés par l'atmosphère et la surface de la Terre, ce qui provoque l'élévation de leur température. Cette chaleur est évacuée sous la forme d'un rayonnement infrarouge (IR) dirigé vers le sol et l'atmosphère. Une partie de ce rayonnement est piégée par certains gaz nommés gaz à effet de serre (GES). Ce phénomène participe à l'élévation de la température de l'atmosphère terrestre. Sans ces gaz, la température moyenne sur Terre serait de -18 °C, et la vie telle que nous la connaissons serait impossible.
Ces gaz sont principalement la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d'azote (N2O) et l'ozone (O3). Or, depuis le début de la révolution industrielle, l'effet de serre s'est amplifié par le rejet de quantités importantes de GES dans l'atmosphère.
Au final, l'intégralité de l'énergie absorbée par la Terre et l'atmosphère sera réémise vers l'espace sous la forme d'un rayonnement IR d'où un bilan radiatif équilibré et une température moyenne théoriquement stable. Mais cette température d'équilibre est plus élevée dans le cas d'un excès de GES. Ceci est la cause d'un réchauffement climatique global.
