De straling van een heet lichaam (in dit geval de zon) is groter dan die van een kouder lichaam (in onze kwestie de aarde), dat geldt voor alle golflengtes. Het absorbtiespectrum van de atmosfeer (zie figuur) geldt voor alle lichamen die stralen, of dat nou de aarde, of de sterren of de zon is. Dat betekent specifiek voor de absorptie door de broeikasgassen, dat deze zowel voor de inkomende zonnestraling als de uitgaande straling vanaf de aarde relevant is.
Er is een vrij effectieve scheiding in straling die afkomstig is van de zon en de aarde. Die scheiding ligt ongeveer bij een golflengte van 3,5 µm. Je kan dat mooi zien als je de spectra van twee zwarte lichamen over elkaar heenlegt (zon: 5200 K, Aarde: 288 K), zie onderaan.
Je hebt gelijk dat bepaalde gassen in de atmosfeer ook inkomende (zonne)straling absorberen, omdat zij in de relevante golflengten absorptielijnen kennen. Het gaat dan vooral om waterdamp (H2O), wat niet wordt gerekend onder de 'broeikas'gassen, en ozon (O3). Een heel klein stukje gebeurt ook door CO2, rond 2 µm). Het merendeel van de absorptie door CO2 vindt echter plaats in het verre-infrarood, vooral rond 15 µm. Ook daar neemt waterdamp een belangrijke rol in. Zie hieronder, een uitgebreide en recentere versie van jouw plaatje.
Als je alleen de 'broeikasgassen' bekijkt (in hoofdzaak CO2, CH4), absorberen zij vrijwel alleen in het 'aarde-deel' van het stralingsspectrum, terwijl waterdamp en ozon significant zowel in het aarde- als zon-deel absorberen.
Wat betreft je opmerking die daarna volgt: ja, er is een component van opwarming van de atmosfeer rechtstreeks door de zon, maar die is klein ten aanzien van bijv. de waterdampterugkoppeling in het infrarood en vergelijkbaar met het gesommeerde effect van convectieve (latente) warmte en thermiek of de reflectie door wolken en andere deeltjes in de atmosfeer. Volgens de laatste schattingen wordt 78 W/m2 van de totale inkomende 341 W/m2 vanaf de zon door de atmosfeer geabsorbeerd, terwijl 79 W/m² wordt teruggekaatst door reflectie en thermiek en latente warmte van verdamping brengen ca. 80 W/m2 in de atmosfeer. Dat is dus de ordegrootte.
Ter vergelijking: de atmosfeer ontvangt links en rechts in totaal 531 W/m², CO2 e.d. stralen 332 W/m² daarvan 'terug' naar de aarde en 199 W/m² naar de ruimte. Ongeveer 40 W/m² gaat dwars door de atmosfeer, rechtstreeks naar de ruimte. Bij binnenkomst is 102 W/m² gereflecteerd. Tezamen dus weer 102+40+199 = 341 W/m², vrijwel gelijk aan inkomende straling (achter de komma gaat er ca. 0,9 W/m² minder warmte naar de ruimte dan dat er binnenkomt, dus de atmosfeer accumuleert warmte).
Gr. Ben
