Globální změny v horní atmosféře a ionosféře

Zatímco v dolní atmosféře způsobuje rostoucí koncentrace skleníkových plynů, zvláště CO₂, ohřev, v horní atmosféře (ve výškách nad 50 km) vede naopak k ochlazení. Ohřev je způsoben tím, že pronikající viditelné a další světelné záření je atmosférou a zemským povrchem ze značné části absorbováno, tím se jejich částice ohřejí a pak zase vyzáří zpět část přebytečné energie, ale už ve formě infračerveného záření. To je z velké části zachyceno dostatečně tlustou vrstvou CO₂. Se vzrůstající výškou atmosféra řídne, v 50 km je zhruba 1000x řidší než u povrchu a tento pokles s výškou pokračuje. Koncentrace CO₂ je ve vyšších oblastech tak nízká, že molekuly CO₂ již téměř žádné zdola přicházející infračervené záření nezachytí a to uniká do vesmíru. Navíc pak převládá druhá vlastnost CO₂, které rovněž intenzivně vyzařuje v infračervené oblasti (v pásmu okolo 15 µm ale i jinde), tím v atmosféře ubývá energie a atmosféra se ochlazuje. Toto ochlazování atmosféry vede k jejímu smršťování (čili na pevných výškách klesá hustota, což například ovlivňuje orbitální dobu života družic (ale i nebezpečného „kosmického smetí) a ochlazováním se mění poměr složek atmosféry, což pak vede ke změnám v ionosféře. Mezinárodnímu kolektivu pod naším vedením (J. Laštovička) se podařilo vytvořit první empirický model tohoto jevu. V horní atmosféře a ionosféře působí též vliv dlouhodobých změn koncentrace ozónu a magnetického pole Země. Podařilo se nám rovněž prokázat, že vliv dlouhodobých změn geomagnetické aktivity na globální změny slábl od počátku 20. století směrem k jeho konci ve prospěch skleníkového efektu; v současné době je zanedbatelný.