molecole e fotoni IR
Utilizzando la simulazione seguente, è possibile simulare l’interazione di fotoni infrarossi con i gas dell’atmosfera, e vedere che, mentre l'azoto e l'ossigeno sono trasparenti anche in questa banda dello spettro elettromagnetico, tre gas (anidride carbonica, metano e vapore acqueo) ri-emettono il fotone assorbito in tutte le direzioni, quindi anche verso il basso.
Questi gas vengono chiamati gas serra. Nonostante la concentrazione dell'anidride carbonica nell'aria secca sia soltanto 415 ppm e quella del metano addirittura solo 335 ppb, il loro impatto sul bilancio energetico terrestre è piuttosto significativo. Esistono altre molecole che si comportano come gas serra (in particolare alcuni composti dell'azoto e del fluoro), ma il loro impatto complessivo è piccolo perchè sono presenti solo in tracce nell'atmosfera.
Tuttavia, il principale gas serra dell'atmosfera terrestre è il vapore acqueo, che rappresenta in media lo 0,33% dell'aria (ma con valori fino al 4% nell'aria molto calda) e contribuisce per circa il 70% dell'effetto serra totale.