Esta figura muestra las bandas de absorción en la atmósfera terrestre (panel central) y el efecto que esto tiene tanto en la radiación solar como en la radiación térmica ascendente (panel superior). El espectro de absorción individual para los principales gases de efecto invernadero más la dispersión de Rayleigh se muestran en el panel inferior.
Tanto la Tierra como el Sol emiten radiación electromagnética (por ejemplo, luz ) que sigue de cerca un espectro de cuerpo negro , y que se puede predecir basándose únicamente en sus respectivas temperaturas. Para el Sol, estas emisiones alcanzan su punto máximo en la región visible y corresponden a una temperatura de ~5500 K. Las emisiones de la Tierra varían según las variaciones de temperatura en diferentes lugares y altitudes, pero siempre alcanzan su punto máximo en el infrarrojo .
La posición y el número de bandas de absorción están determinados por las propiedades químicas de los gases presentes. En la atmósfera actual, el vapor de agua es el más importante de estos gases de efecto invernadero, seguido del dióxido de carbono y varios otros gases de efecto invernadero menores. Además, la dispersión de Rayleigh , el proceso físico que hace que el cielo sea azul, también dispersa parte de la luz solar entrante . En conjunto, estos procesos capturan y redistribuyen entre el 25 y el 30 % de la energía de la luz solar directa que atraviesa la atmósfera. Por el contrario, los gases de efecto invernadero capturan el 70-85% de la energía en la radiación térmica ascendente emitida desde la superficie de la Tierra.
Los datos utilizados para estas cifras se basan principalmente en Spectral Calculator de GATS, Inc. , que implementa el sistema LINEPAK para calcular espectros de absorción (Gordley et al. 1994) de la base de datos espectroscópica HITRAN2004 (Rothman et al. 2004). Para ayudar a la presentación, se suavizaron los espectros de absorción. Las entidades con un ancho de banda inferior al 0,5 % de su longitud de onda pueden oscurecerse.
Los cálculos se realizaron asumiendo la transmisión vertical directa a través de una atmósfera con concentraciones de gas representativas de los promedios actuales. En particular, la absorción sería mayor para la radiación que viaja oblicuamente a través de la atmósfera, ya que encontraría más gas.
La curva de dispersión y absorción total incluye solo los componentes indicados en el panel inferior. Estos representan la gran mayoría de la absorción que contribuye al efecto invernadero y siguen el tratamiento de Peixoto y Oort (1992), pero se han omitido otras especies menores como el monóxido de carbono , el óxido nítrico y los clorofluorocarbonos (CFC). También se omitió la dispersión debida a aerosoles y otras fuentes además de la dispersión de Rayleigh.
