La atmósfera de la Tierra tiene estructuras verticales en temperatura, composición y densidad. (Ver International Standard Atmosphere, por ejemplo). Alrededor del 80% de la atmósfera se encuentra en la capa más baja llamada troposfera. Esta capa se define como la capa más cercana a la superficie de la Tierra donde la temperatura (en promedio) disminuye con la altura. La parte superior de la troposfera es mucho más fría que la parte inferior de esta capa. Es la parte superior de esta capa la que se irradia a las capas superiores de la atmósfera, mientras que gran parte de la radiación ascendente de la parte inferior de la troposfera se absorbe antes de llegar a la parte superior de la troposfera. La densidad de la atmósfera disminuye de manera casi exponencial, de modo que las partes más altas de la atmósfera tienen una influencia menor en la emisión infrarroja que la troposfera.
Esta estructura de temperatura permite que la superficie de la Tierra sea mucho más cálida que la temperatura efectiva que la Tierra irradia al espacio exterior. Este “efecto invernadero atmosférico” es algo bueno, ya que sin él tendríamos una temperatura de superficie promedio más cercana a 0F (~ -18C). Dado que el agua y el dióxido de carbono son los dos absorbentes (y emisores) más fuertes de la energía infrarroja que surge, los cambios en su concentración pueden afectar la temperatura de la superficie de la Tierra.
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