Sisältö
Tunnelmaa lämmitetään useilla monimutkaisilla prosesseilla, mutta melkein kaiken ilmakehän lämmityksen lähde on aurinko. Paikallisesti ilmaa voidaan kuumentaa prosesseilla, jotka eivät suoraan ole riippuvaisia auringosta, kuten tulivuorenpurkauksissa, salamaniskuissa, metsäpaloissa tai ihmisen toiminnassa, kuten energiantuotannossa ja raskas teollisuudessa, mutta nämä lämmönlähteet ovat merkityksettömiä verrattuna aurinkosäteilyyn.
Aurinko
Aurinko säteilee energiaa kaikkiin suuntiin lämmön, valon ja säteilyn muodossa. Tämä energia pystyy lämmittämään esineitä uskomattomien etäisyyksien päässä. Auringon lämmitys tapahtuu, kun auringon säteily osuu jonkin materiaalin molekyyliin ja absorboituu. Auringonsäteily iskee heijastavia materiaaleja ja heijastaa sen pois absorboimatta paljon lämpöä. Läpinäkyvät materiaalit antavat aurinkosäteilyn kulkea läpi ilman lämmönvaihtoa.
Ilmakehä
Maapallon ilmapiiri on joko heijastava tai läpinäkyvä, riippuen säteilyn aallonpituudesta, jota se kohtaa. Seurauksena ilmakehä saa vain vähän suoraa lämpöä auringonsäteilystä. Aurinkoenergia heijastuu joko takaisin avaruuteen tai annetaan kulkea ilman, että sen energia imeytyy. Pilviä ja kemiallisia yhdisteitä, kuten otsonia, heijastavat enemmän energiaa. Vain noin 54 prosenttia auringon energiasta kulkee ilmakehän läpi päästäkseen pintaan.
Maapallo
Kun aurinkosäteily saavuttaa maanpinnan, maa ja vesistö imevät melkein kaiken sen. Vain noin 4 prosenttia heijastuu takaisin avaruuteen. Absorboimalla aurinkoenergiaa nämä pinnat kuumenevat. Lämpimät esineet alkavat säteillä pitkäaallon infrapunasäteilyä. Ilman ilmakehää tämä energia säteilyisi avaruuteen.
Kasvihuoneilmiö
Maapallon ilmakehän kemiallisen koostumuksen takia suurin osa lämpimän pinnan lähettämästä infrapunasäteilystä ei koskaan pääse avaruuteen. Sen sijaan kasvihuonekaasuina tunnetut yhdisteet heijastavat tai absorboivat säteilyä. Kun nämä yhdisteet absorboivat infrapunasäteilyä pinnalta, ilmapiiri lämpenee. Takaisin maahan heijastuva energia lämmittää pintaa entisestään, aiheuttaen maan lähettävän enemmän infrapunasäteilyä. Tämä luo jakson, joka pitää ilmapiirin ja pinnan lämpimänä.