地球上能量的來源是太陽，太Sunny源源不斷地照射到所有的方向上，由於地球離太陽很遠，所以地球只能接受到太陽輻射總功率的一小部分。地球除接受太陽的能源外，它自己也會源源不斷地向宇宙空間中輻射出能量，如果地球接受太陽能量的速率和地球本身損失能量的速率相等，地球本身的溫度就會穩定下來。

地球表面存在大氣層，大氣層中有溫室氣體（如水蒸氣和二氧化碳等），溫室氣體能吸收從地球表面輻射出的能量，這意味著地球在單位時間內向外輻射的能量將變少，從而導致地球表面溫度的升高，這就是溫室效應。

溫室效應的一個極端例子是金星，金星是太陽系內表面溫度最高的行星，甚至高於離太陽更近的水星，就是因為金星表面有濃厚的大氣層，裡面有大量的溫室氣體，能量進來容易出去難，自然就提高了金星表面的溫度。

金星的大小和地球差不多，距離太陽的遠近和地球也差不多，但因為溫室效應，金星表面的溫度高達737開爾文。

如果我們把太陽和地球都當作是黑體來處理的話，假設黑體的溫度是T，根據斯特凡-玻爾茲曼定律，單位表面積黑體向外輻射出的功率是：

假設太陽表面溫度是T_S，太陽向外輻射出的總功率P是：

但其中只有一小部分會被地球吸收到，假設D是地球到太陽的距離，其比例w是：

假設地球表面溫度是T_E，地球向外輻射的功率R是：

當這個輻射功率和地球吸收的功率相等的時候wP=R，就可以估算出地球表面的溫度了。

計算出來的結果是大約279開爾文，或6攝氏度。換句話說在地球上液態水是可以存在的，這是地球上為什麼會有我們這種形式生命的原因之一。

按照這個計算金星表面的溫度是53攝氏度，對我們來說有點熱，但還能忍受。

考慮到地球表面上有大氣層的存在，當地球表面的輻射穿過大氣層向四面八方輻射的時候，有一部分能量是可能被大氣層吸收掉的，假設這個被吸收的比例是a，地球損失的功率將變為(1-a)R，這個時候地球表面溫度T_E就必須升高，才能與地球從太陽那裡吸收的功率wP平衡：wP=(1-a)R。

常見的溫室氣體有水蒸氣和二氧化碳，對於這些分子而言，它們的吸收譜主要在波長較長的區域，即它們能吸收長波光子，但無法吸收短波光子。

太陽輻射的主要區域在可見光（短波），上圖可見水蒸氣和二氧化碳的吸收譜都在更長波長的區域。

這意味著當我們考慮地球吸收太陽功率的時候，我們幾乎不需要考慮地球大氣層對太陽輻射（太陽表面溫度高，主要輻射出短波光子）的修正，但在考慮地球向外輻射功率的時候，由於地球表面溫度較低，主要輻射長波光子，就必須考慮溫室氣體分子對這些長波光子的吸收了。

水蒸氣（藍色）和二氧化碳（粉色）的吸收譜，主要在長波部分（10微米“左右”）。

地球表面輻射出的光子，根據“維恩位移定律”，主要也是10微米“左右”的光子。

取室溫T=300K，我們可以計算出：

正好是差不多10微米。

溫室效應是如何引起的？如何才能有效控制溫室效應？

一般認為引起溫室效應的有如下幾種氣體：二氧化碳、水蒸氣、臭氧、氧化亞氮（N₂O）、氫氟碳化合物（HFCs） 、六氟化硫（SF6）與全氟碳化合物（PFCs）等，不過京都議定書有將臭氧和水蒸氣排除在外，可能在大家的印象中，溫室效應一直都負面的，因為曾經有一段時間溫室效應、碳排放與交易等等佔據新聞螢幕.....

太陽輻射在到達地面前的吸收與反射過程，如果沒有大氣層內溫室效應氣體的熱毯效應，即太陽輻射到地球的大部分熱量都被直接反射回宇宙了，那麼地球的氣溫也許將下降數十度直接進入冰河期，比如火山噴發造成的遮蔽效應，或者冰河期地球表面反射率大大增加後的惡性迴圈，都將使地球進入一個寒冷的臨界狀態！

我們認為的溫室氣體在替地球保溫的同時，它們的逐漸增加會導致這個過程會慢慢失衡，簡單的說就是我們感覺太熱了.....而現在的結果是認為我們被子蓋多了，那麼另一個可能不確定是否有考慮到，就是太陽的輻射量也在增加？

當然輻射量增加與否是可以測量出來的，但太陽活動高峰或者低潮期也無法預測，我們現在所處的時代是間冰期，何為間冰期呢？就是間隔在兩個冰河期之間一段氣候溫暖溼潤的時間，這個冰河期是如何產生的，下一次什麼時候會到來，這都是一個未知數！

上一次小冰期出現於13世紀，結束與19世紀，而在16世紀中期與19世紀中葉達到頂點，我們也叫明清小冰期，而在南方省份廣東的大雪可以說明這個時間是高度吻合的，分別是：1245年（南宋） 1415年（明） 1634年（明） 1835年（清） 1892年（清），進入20世紀後廣東的下雪基本就很少了，1929年有一次，再往後幾乎再也沒有！儘管這說明了一件事，氣候正在變暖，但從另一個角度來看，造成小冰期的原因更為重要，分別是火山噴發和海冰增加反射率以及太陽活動進入了“蒙德極小期”導致這個結果，而這幾個原因都是我們人類無法控制的！

當然節能減排無論在什麼時候都是一個永恆的話題，因為它產生的作用並不只是減少溫室氣體，而是增加能源利用效率和減少汙染排放，但無限制的增加這個權重，甚至上升的人類生死存亡的高度卻是不明智的，人類必須要發展才有能力回過頭來處理發展過程中所留下的汙點，錯誤已經造成，我們現在能做的是在保證關係到國計民生行業的健康發展才能在未來的道路上前行的更遠，而不是一味的強調藍天白雲，對...確實很重要，但當你吃不飽飯的時候估計你也沒心思看那藍天白雲了！