El efecto invernadero es el proceso en el cual la emisión de radiación infrarroja por la atmósfera calienta la superficie de un planeta.
El nombre proviene de una analogía con el calentamiento del aire dentro de un invernadero en comparación con el aire fuera del invernadero.
La temperatura promedio de la superficie de la Tierra es aproximadamente 33 ° C más caliente de lo que sería sin el efecto invernadero.
Además de la Tierra, Marte y especialmente Venus tienen efectos de invernadero.
La Tierra recibe energía del Sol en forma de radiación.
La Tierra refleja aproximadamente el 30% de la radiación solar entrante.
El 70% restante se absorbe, calentando la tierra, la atmósfera y los océanos.
Para que la temperatura de la Tierra esté en estado estable de modo que la Tierra no se caliente o enfríe rápidamente, esta radiación solar absorbida debe estar casi equilibrada por la energía irradiada de regreso al espacio en las longitudes de onda infrarrojas.
Dado que la intensidad de la radiación infrarroja aumenta con el aumento de la temperatura, uno puede pensar que la temperatura de la Tierra está determinada por el flujo infrarrojo necesario para equilibrar el flujo solar absorbido.
La radiación solar visible calienta principalmente la superficie, no la atmósfera, mientras que la mayor parte de la radiación infrarroja que escapa al espacio se emite desde la atmósfera superior, no desde la superficie.
Los fotones infrarrojos emitidos por la superficie son absorbidos principalmente en la atmósfera por los gases de efecto invernadero y las nubes y no escapan directamente al espacio.
La razón por la que esto calienta la superficie se comprende más fácilmente al comenzar con un modelo simplificado de un efecto invernadero puramente radiativo que ignora la transferencia de energía en la atmósfera por convección transporte de calor sensible y por la evaporación y condensación del vapor de agua calor latentetransporte.
En este caso puramente radiativo, uno puede pensar que la atmósfera emite radiación infrarroja tanto hacia arriba como hacia abajo.
El flujo infrarrojo ascendente emitido por la superficie debe equilibrar no solo el flujo solar absorbido sino también este flujo infrarrojo descendente emitido por la atmósfera.
La temperatura de la superficie aumentará hasta que genere radiación térmica equivalente a la suma de la radiación solar e infrarroja entrante.