Skleníkové vlastnosti oxidu uhličitého sú známe už viac ako storočie. V roku 1861 John Tyndal publikoval laboratórne výsledky, podľa ktorých je CO2 skleníkovým plynom absorbujúcim tepelné žiarenie (dlhovlnné žiarenie). Odvtedy boli absorbčné schopnosti CO2 presnejšie vyčíslené desaťročiami laboratórnych meraní (Herberg 1953, Burch 1962, Burch 1970, atď.).

Príčinou skleníkového efektu sú skleníkové plyny, ktoré dovoľujú slnečným lúčom (krátkovlnné žiarenie) preniknúť atmosférou. Zem ich absorbuje, zohrieva sa a potom naspäť vyžaruje teplo (infračervené, predovšetkým dlhovlnné infračervené žiarenie). Hore smerujúce dlhovlnné žiarenie je pohlcované skleníkovými plynmi v atmosfére, čo ohrieva atmosféru, ktorá pre zmenu znovu vyžaruje dlhovlnné žiarenie všetkými smermi. Niečo z neho sa vracia späť na povrch planéty. Takže čakáme, že s pribúdajúcim podielom CO2 v atmosfére bude do vesmíru unikať menej dlhovlnného žiarenia tých vlnových dĺžok, ktoré absorbuje CO2. Rovnako očakávame viacej infračerveného žiarenia týchto vlnových dĺžok vracajúceho sa späť na Zem.

Satelitné meranie odchádzajúceho dlhovlnného žiarenia

V roku 1970 NASA vypustila satelit IRIS merajúci infračervené spektrum s vlnočtami medzi 400 cm^-1 a 1600 cm^-1. V roku 1996 Japonská vesmírna agentúra vypustila satelit IMG, ktorý zaznamenával podobné pozorovania. Oba súbory dát boli porovnané, aby bolo možné rozoznať akékoľvek zmeny vo výstupnom dlhovlnnom žiarení počas 26 rokov (Harries 2006). Výsledná zmena v dlhovlnnom žiarení, ktoré odchádza do vesmíru, bola takáto:

Obrázok 1: Zmena spektra od 1970 do 1996 zapríčinená stopovými plynmi. „Jasová teplota“ je taká, akú by muselo mať absolutne čierne teleso, aby na danom vlnočte (či frekvencii) žiarilo s rovnakou intenzitou. (Harries 2001).

Čo našli bol pokles vo výstupnej radiácii v pásmach takých vlnových dĺžok, v ktorých skleníkové plyny ako oxid uhličitý (CO2) a metán (CH4) absorbujú energiu.  Zmena vo vyžarovaní, ktoré opúšťa našu planétu, je zhodná s teoretickými očakávaniami. Tak štúdia našla „priamy experimentálny dôkaz významného zvýšenia zemského skleníkového efektu“.

Tento výsledok bol potvrdený neskoršími štúdiami používajúcimi súčasnejšie satelitné dáta. Spektrá z rokov 1970 a 1997 boli porovnané s prídavnými satelitnými dátami zo satelitu NASA AIRS vypusteného v roku 2003 (Griggs 2004). Táto analýza bola predĺžená do roku 2006 používajúc dáta zo satelitu AURA vypusteného v roku 2004 (Chen 2007). Obe štúdie našli pozorované rozdiely v pásoch CO2 zodpovedajúce očakávaným zmenám v dôsledku rastúcej koncentrácie oxidu uhličitého. Máme teda empirický dôkaz, že zvýšené množstvo CO2 spôsobuje zintenzívnenie skleníkového efektu.

Povrchové merania dolu smerujúceho dlhovlnného žiarenia

Kompilácia rôznych meraní dolu smerujúceho dlhovlnného žiarenia, urobených na povrchu Zeme od roku 1973 do roku 2008, objavila tendenciu nárastu dlhovlnného žiarenia vracajúceho sa na zem, prisudzovanú zvyšovaniu teploty vzduchu, vlhkosti a atmosférického CO2 (Wang 2009). Viacero regionálnych štúdií, ako napríklad výskum dolu smerujúceho dlhovlnného žiarenia nad centrálnymi Alpami, objavilo, že dolu smerujúce dlhovlnné žiarenie sa zvyšuje v dôsledku zintenzívnenia skleníkového efektu (Philipona 2004).

Analýza vysoko rozlíšených spektrálnych dát umožňuje vedcom kvantitatívne priradiť zvyšovanie dolu smerujúceho žiarenia každému zo skleníkových plynov (Evans 2006). Výsledky vedú autorov k tvrdeniu, že „tieto experimentálne dáta by mali efektívne umlčať argument skeptikov, že neexistuje žiaden experimentálny dôkaz spojenia medzi nárastom skleníkových plynov v atmosfére a globálnym otepľovaním.“

Obrázok 2: Spektrum skleníkovej radiácie meranej na povrchu. Skleníkový efekt vodnej pary je tu odfiltrovaný, aby bolo vidno príspevky ostatných skleníkových plynov (Evans 2006).

Je tu viacero empirických dôkazov, že zvyšujúca sa hladina CO2 zapríčiňuje zintenzívnenie skleníkového javu. Laboratórne testy ukazujú, že CO2 absorbuje dlhovlnné žiarenie. Satelitné merania potvrdzujú, že do vesmíru uniká menej dlhovlnného žiarenia tých vlnových dĺžok, ktoré pohlcuje oxid uhličitý. Povrchové merania ukazujú viac dlhovlnného žiarenia tých istých vlnových dĺžok vracajúceho sa späť na Zem. Výsledkom tejto tepelnej nerovnováhy je akumulácia tepla za posledných 40 rokov.

(Ďalšie informácie a komentáre viď anglický originál.)