Nicht wirklich. Es gibt nur ein paar Dinge, die du wissen musst, von denen dir einige wahrscheinlich schon bekannt sind, um die Grundidee des Treibhauseffekts zu verstehen und warum er so wichtig für die Erde ist.
Du weißt, dass du dich wärmer fühlst, wenn du im Sonnenlicht stehst, als wenn du im Schatten bist. Obwohl man sie normalerweise nicht sehen kann, geben alle Gegenstände Strahlungsenergie ab, und manchmal kann man diese Energie spüren. Wenn Sie zum Beispiel einen Topf mit heißem Wasser auf dem Herd stehen haben, können Sie die Strahlungsenergie spüren, ohne sie zu berühren. Normalerweise nennt man das, was man spürt, „Wärme“, aber es ist genauer, es als eine Art unsichtbares Licht zu betrachten, das man „Infrarotstrahlung“ nennt und das die Haut erwärmt, genau wie das Sonnenlicht. Die Menge der Infrarotstrahlung, die ein erwärmtes Objekt abgibt, hängt von seiner Temperatur ab – je höher die Temperatur, desto mehr Energie wird abgegeben. Wie du weißt, kannst du leicht zwischen einem warmen und einem heißen Objekt unterscheiden, indem du deine Hand in die Nähe der Objekte hältst und den Unterschied in der Wärmewirkung auf deiner Haut spürst.
Diese Ideen sind grundlegend für das Verständnis des Energiegleichgewichts zwischen der Sonne und der Erde. So wie das Sonnenlicht Sie erwärmt, so erwärmt es auch die Erdoberfläche. Die Erde wird nicht immer heißer, wenn sie Energie von der Sonne aufnimmt, denn sie gibt Energie als unsichtbare Infrarotstrahlung in den Weltraum ab. Um ein Energiegleichgewicht zu erreichen, muss die von der Erde abgegebene Infrarot-Strahlungsenergie gleich der vom Sonnenlicht aufgenommenen Energiemenge sein. Die Menge an Infrarot-Strahlungsenergie, die die Erde abgibt, hängt von ihrer Temperatur ab. Die durchschnittliche Erdtemperatur, die für ein Energiegleichgewicht mit der Sonne erforderlich ist, läge bei eisigen -18 °C (0 °F), wenn es keinen atmosphärischen Treibhauseffekt gäbe. Der Treibhauseffekt hält die Durchschnittstemperatur auf der Erde seit Milliarden von Jahren auf einem sehr viel höheren Niveau und hat die Entwicklung des Lebens, wie wir es kennen, ermöglicht. In den letzten Jahrtausenden lag die Durchschnittstemperatur auf der Erde bei etwa 15 °C.
Die folgende Abbildung zeigt, wie Treibhausgase die Erde wärmer halten, als sie es ohne sie wäre. Auf der linken Seite ist die Energie der Sonne dargestellt, wobei ein Teil der Strahlungsenergie der Sonne die Atmosphäre durchdringt, absorbiert wird und die Erdoberfläche erwärmt. Der Rest wird reflektiert, vor allem von den Wolken in der Atmosphäre und von Eis und Schnee auf der Oberfläche, und nicht absorbiert. Die Energie, die der Erde verloren geht, ist rechts dargestellt, wo die von der Erde ausgesandte (abgegebene) Infrarotstrahlung zu sehen ist. Der gerade rote Pfeil, der von der Oberfläche durch die Atmosphäre verläuft, stellt den Anteil der emittierten Infrarotstrahlung dar, der unverändert durch die Atmosphäre in den Weltraum gelangt. Der Rest der Infrarotstrahlung, der dicke rote Pfeil, wird von den Treibhausgasen und Wolken in der Atmosphäre absorbiert und dann in alle Richtungen wieder abgestrahlt, wie die orangefarbenen Pfeile zeigen. Diese Fähigkeit, Infrarotstrahlung zu absorbieren und wieder abzugeben, ist die entscheidende Voraussetzung für Treibhausgase. Alle Gase, deren Moleküle drei oder mehr Atome haben, sind Treibhausgase – Kohlendioxid (CO2), Wasserdampf (H2O) und Methan (CH4) sind wichtige Treibhausgase, die die warme Temperatur der Erde seit Milliarden von Jahren aufrechterhalten haben.