هناك عدة نظريات نسمع عنها حول موضوع تغير المناخ ومنها مثلا تأثير الصوبة الزجاجية والاحتباس الحرارى وعلى الرغم من شيوعها إلا أن معانيها غير واضحة لدى الكثيرين مع أهميتها حيث تعبر عن جهود العلماء طول سنوات لتفسير ظاهرة تغير المناخ.
تأثير الصوبة الزجاجية
في عشرينيات القرن التاسع عشر اقترح عالم الرياضيات والفيزيائي الفرنسي جوزيف فورييه أن الطاقة التي تصل إلى الكوكب كأشعة الشمس يجب أن تكون متوازنة مع عودة الطاقة إلى الفضاء لأن الأسطح الساخنة تنبعث منها إشعاعات لكن بعض هذه الطاقة، حسب اعتقاده، يجب أن تبقى داخل الغلاف الجوي ولا تعود إلى الفضاء، مما يحافظ على دفء الأرض.
اقترح جوزيف فورييه وفقا لموقع هيستورى أن غطاء الأرض الرقيق من الهواء "الغلاف الجوي" يعمل بالطريقة التي تعمل بها الصوبة الزجاجية تدخل الطاقة من خلال الجدران الزجاجية، ولكن يتم حصرها في الداخل، مثل الصوبة الدافئة.
تم استكشاف هذه النظرية بشكل أكبر من خلال عمل يونيس نيوتن فوت في خمسينيات القرن التاسع عشر وقد أظهرت تجارب فوت باستخدام أسطوانات زجاجية أن تأثير تسخين الشمس كان أكبر في الهواء الرطب من الهواء الجاف واكتشفت أن أعلى درجة تسخين حدثت في أسطوانة تحتوي على ثاني أكسيد الكربون كان عملها ينذر بعمل العالم الأيرلندي جون تيندال الذي ركز أيضًا على أنواع الغازات التي لعبت الدور الأكبر في امتصاص الحرارة.
أدرك الخبراء منذ ذلك الحين أن مصطلح الاحتباس الحراري كان تبسيطًا مفرطًا، نظرًا لأن الأشعة تحت الحمراء الصادرة لا يتم حصرها تمامًا في الغلاف الجوي للأرض ولكن يتم امتصاصها، كلما زادت غازات الدفيئة، زادت الطاقة المخزنة داخل الغلاف الجوي للأرض.
غازات الاحتباس الحراري
استكشف العالم الأيرلندى إريك تيندال أنواع الغازات التي من المرجح أن تلعب دورًا في امتصاص ضوء الشمس وقد أظهرت الاختبارات المعملية التي أجراها تيندال في ستينيات القرن التاسع عشر أن غاز الفحم (الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون والميثان والهيدروكربونات المتطايرة) كان فعالًا بشكل خاص في امتصاص الطاقة. أظهر في النهاية أن ثاني أكسيد الكربون وحده يتصرف مثل الإسفنج في الطريقة التي يمكنه بها امتصاص أطوال موجية متعددة من ضوء الشمس.
بحلول عام 1895، أصبح الكيميائي السويدي سفانتي أرينيوس فضوليًا حول كيف يمكن أن يؤدي انخفاض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى تبريد الأرض. من أجل شرح العصور الجليدية الماضية، تساءل عما إذا كان انخفاض النشاط البركاني قد يقلل من مستويات ثاني أكسيد الكربون العالمية وقد أظهرت حساباته أنه إذا تم خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى النصف يمكن أن تنخفض درجات الحرارة العالمية بنحو 5 درجات مئوية.
بعد ذلك تساءل أرينيوس عما إذا كان العكس صحيحًا ثم عاد أرينيوس إلى حساباته، هذه المرة للتحقيق في ما يمكن أن يحدث إذا تضاعفت مستويات ثاني أكسيد الكربون، بدت الاحتمالية بعيدة في ذلك الوقت، لكن نتائجه أشارت إلى أن درجات الحرارة العالمية سترتفع بنفس المقدار أى 5 درجات مئوية أو 9 درجات فهرنهايت. بعد عقود، أكدت النمذجة المناخية الحديثة أن أرقام أرينيوس لم تكن بعيدة عن الواقع.
