Kaip susidaro šiltnamio efektas?

Žemės rutulį gaubiantis atmosferos sluoksnis tarsi šydas saugo mūsų planetą nuo stingdančio kosminio šalčio ir pražūtingo Saulės spinduliuotės poveikio. Mūsų planeta sugeria apie 70 % Saulės energijos (tiek atmosfera, tiek Žemės paviršius), o atspindi 30 %.  Saulės spinduliams pasiekus Žemės paviršių, jis įšyla, todėl infraraudonųjų spindulių pavidalu atgal į atmosferą išspinduliuojama šiluma. Net 90 % energijos vėl grįžta atgal į žemės paviršių, nes atmosferoje esančios šiltnamio efektą sukeliančių dujų molekulės Žemės paviršiaus išspindimą spinduliuotę sugeria ir neleidžia jai iškart patekti į kosmosą, todėl žemutinių troposferos sluoksnių temperatūra pakyla. Viršutiniai troposferos sluoksniai ir stratosfera energiją į kosmosą išspinduliuoja netrukdomai, todėl visos planetos mastu nusistovi energijos balansas: kiek Saulės energijos planetoje per metus buvo sugerta, tiek jos išspinduliuojama atgal į kosmosą. Šios įsivyravusios pusiausvyros dėka vidutinė oro temperatūra Žemėje yra apie 15 °C. Jei atmosferoje iš viso nebūtų šilumą kaupiančių dujų, vidutinė visos žemės paviršiaus temperatūra būtų apie −18 °C.

Augant šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijai atmosferoje, stiprėja šiltnamio efektas, todėl nuolat kyla žemutinių troposferos sluoksnių temperatūra. Šiltnamio efektą galima stebėti ir šiltnamyje: į šiltnamio vidų prasiskverbia trumpabangė Saulės spinduliuotė, tačiau ją sugėrusio ir įšilusio dirvožemio spinduliuojami infraraudonieji spinduliai sulaikomi – todėl dieną šiltnamio viduje oro temperatūra pakyla.