La mezcla de gases que forman la atmósfera permite que entre parte de la radiación solar. Esta radiación, que es de onda corta, calienta la superficie terrestre. Para establecer un equilibrio energético, la Tierra debe emitir tanta energía como la que absorbe del Sol. Como la atmósfera es en gran parte transparente, no absorbe toda la radiación solar, emite una parte pero en forma de onda larga.
Esta radiación de onda larga es absorbida por los gases de la atmósfera, son los gases de efecto invernadero. Como consecuencia de esta absorción se produce un calentamiento en las capas bajas de la atmósfera que hace posible la vida en el planeta. Este efecto es conocido como efecto invernadero natural, sin él no existiría la vida ya que la temperatura de la superficie de la Tierra bajaría hasta los -20 ºC.
Si la proporción de los gases que componen la atmósfera cambia, también variará la capacidad de la atmósfera para retener calor.
Durante los dos últimos siglos, la actividad humana ha dado lugar a una gran incorporación a la atmósfera de gases de efecto invernadero, en especial dióxido de carbono, alterando su composición y provocando lo que se conoce como efecto invernadero inducido o de origen antropogénico. Este aumento del efecto invernadero natural es el responsable del calentamiento atmosférico global, del cambio climático.
El calentamiento global y sus consecuencias variarán en función de cómo aumente la cantidad de gases de efecto invernadero.
Para hacer ver hasta qué punto pueden producirse cambios drásticos para intervalos de temperatura relativamente pequeños, pueden servir algunos ejemplos. Hace cien mil años existió un precedente de un incremento de temperatura de 3 ºC -que es el intervalo que algunos modelos pronostican para finales de este siglo-, fue entonces cuando Europa central tenía un clima similar al que existe actualmente en África. En el otro extremo, fue esta diferencia de 3-5 ºC, pero descendente, lo que originó la última glaciación, que sepultó bajo el hielo la mayor parte del Hemisferio Norte, y donde el nivel del mar descendió 120 metros.
El siguiente cuadro representa la evolución de la temperatura media mundial al nivel del mar para el periodo 1961-1990 en el que se puede ver el aumento progresivo desde los 70.
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