Zonder atmosfeer zou de temperatuur overdag heel hoog en 's nachts heel laag worden, gemiddeld zo'n 33° Celsius lager dan de huidige 15° Celsius. Dat komt doordat de atmosfeer werkt als een beschermende deken die zorgt voor een evenwicht tussen de geabsorbeerde zonnestralen en de gereflecteerde warmte onder de vorm van infrarode straling. Dit evenwicht zorgt voor het smalle temperatuurbereik waarin het leven op aarde kan bestaan.

Invallend Zonlicht.

De atmosfeer vermindert de hoeveelheid die het oppervlak van de aarde bereikt. Wolken weerkaatsen ongeveer 30% van het licht dat erop valt en absorberen ongeveer 15% van het zonlicht dat ze passeert. Een heldere atmosfeer zonder wolken absorbeert maar ongeveer 17% van het zonlicht dat passeert. Reflectie vanaf het aardoppervlak speelt ook een grote rol: verse sneeuw reflecteert tot 90% van de zonnestraling die erop valt, en woestijnzand ongeveer 30%. Oceanen en tropische wouden absorberen 90% of meer van alle zonnestraling.

Uitgaande Warmte.

Het aardoppervlak neemt ook een deel van het zonlicht op en straalt dit weer uit als warmte of infrarode straling. De atmosfeer bestaat voor het grootste deel uit stikstof en zuurstof, die het grootste deel van infrarood licht laten ontsnappen naar de ruimte. Er zijn echter 'broeikasgassen' die infrarood licht absorberen en terugkaatsen naar de aarde. Dit opwarmingsproces is bekend als broeikaseffect.

De belangrijkste broeikasgassen zijn waterdamp, ozon en koolstofdioxide. Andere gassen zijn methaan, chloorfluorwaterstoffen (CFK's), stikstofdioxide en zwaveldioxide. Het beeld van de broeikas wordt gebruikt omdat deze gassen net zo werken als het glas van een broeikas, dat zonlicht binnenlaat, maar warmte tegenhoudt. Daardoor ontstaat een warme omgeving waarin planten gedijen.

Het Effect Vergroot.

Door menselijke activiteiten zoals de verbranding van fossiele brandstoffen, neemt de concentratie van broeikasgassen en dus ook broeikaseffect toe. De enige manier om de gevolgen te berekenen bestaat in het maken van algemene circulatiemodellen (ACM's). Als men voor de begintoestanden van de atmosfeer en de oceanen cijfers invoert, bootst het model wereldwijde weerpatronen na.

Door klimaatmodellen te ontwerpen, kan men nagaan hoe het klimaat op menselijke activiteiten zal reageren. Als we niets doen om onze productie van koolstofdioxide te verminderen, is deze naar verwachting in het jaar 2060 verdubbeld. Met behulp van klimaatmodellen voorspellen onderzoekers een verhoging van de gemiddelde temperatuur met 1,5 tot 4,5° Celsius, waarbij poolstreken 9° Celsius warmer worden en de tropen 3° Celsius.

Een Warmere Wereld.

Wereldwijde opwarming zou leiden tot hogere temperaturen en veranderingen in neerslag patronen, wat op zijn beurt ernstige gevolgen voor de landbouw zou hebben. De ACM's (algemene circulatiemodellen) wijzen erop dat de hoog ontwikkelde wereld op middelmatige breedten waarschijnlijk profiteert van meer warmte en regen. Maar de derde wereld (in de tropen en subtropen) zou lijden onder droogte en ernstige voedsel tekorten. De conclusie moet dus zijn dat het warmer worden van de aarde de kloof tussen ontwikkelde en ontwikkelingslanden vergroot.