Dans une serre, le vitrage est assez peu transparent au rayonnement infrarouge émis par l'intérieur de la serre.
L'atmosphère de la terre joue le même rôle... Pas tous les gaz présents: par exemple O2 et N2 ne jouent qu'un tout petit rôle. Par contre, certains gaz sont très efficaces.
CO2 et CH4 sont dans ce cas. Mais ce ne sont pas les seuls : "l'innocente H2O" par exemple.
La propriété qui leur fait jouer le rôle d'écran de rayonnement tient dans la molécule de ces gaz:
sous l'impulsion du rayonnement, les molécules répondent comme des ressorts : pour la fréquence propre, la molécule absorbe l'onde et la convertit en chaleur par frottement.
Un autre comportement également important est la rotation de la molécule : comme une toupie sous les impacts répétés d'un fouet.
Le graphique ci-dessus montre le rayonnement de la serre selon la longueur d'onde (en mètre).
On y voit que selon la température de la serre, le spectre n'est pas le même:
270K = -3°C le rayonnement commence à 5 mm passe par un maximum à 11 mm et diminue vers les grandes longueurs d'onde.
300 K = 27°C le maximum du spectre est vers 10 mm.
La grande partie de l'énergie rayonnée est dans le proche IR. Entre 5 et 30 mm pour les longueurs d'onde.
C'est dans cette zone que l'effet de serre est le plus sensible.
