Modélisation de l'effet de serre : apports et limites

« La théorie de cet instrument est facile à concevoir. Il suffit de remarquer :
– que la chaleur acquise se concentre, parce qu'elle n'est point dissipée immédiatement par le renouvellement de l'air ;
– que la chaleur émanée du Soleil a des propriétés différentes de celles de la chaleur obscure.
Les rayons de cet astre se transmettent en assez grande partie au-delà des verres dans toutes les capacités et jusqu'au fond de la boîte. Ils échauffent l'air et les parois qui le contiennent: alors leur chaleur ainsi communiquée cesse d'être lumineuse ; elle ne conserve que les propriétés communes de la chaleur rayonnante obscure. Dans cet état, elle ne peut traverser librement les plans de verre qui couvrent le vase ; elle s'accumule de plus en plus dans une capacité enveloppée d'une matière très peu conductrice, et la température s'élève jusqu'à ce que la chaleur affluente soit exactement compensée par celle qui se dissipe. »

En 1909, dans ses notes sur l'effet de serre, le professeur Robert Williams Wood discute du modèle construit par De Saussure. On estime que cet effet thermique, décrit par le Professeur R.W. Wood, est environ quatre fois plus important que l'absorption du rayonnement infrarouge par le verre.

« Il me semble beaucoup plus probable que le rôle joué par le verre est d'empêcher la sortie d'air réchauffé par le sol dans l'enceinte. […] ». Pour vérifier ce point, il construit : « deux enceintes avec du carton noir, l'une avec un couvercle de verre (transparente au visible et opaque aux infrarouges), l'autre avec un couvercle de halite (transparente au visible et aux infrarouges) d'égale épaisseur. Un thermomètre a été inséré dans chaque enceinte […]. Une fois exposé au soleil, […] il n'y a plus qu'une différence de température d'à peine un degré entre les deux enceintes. La température maximale atteinte est d'environ 55 °C. Ceci nous montre que la perte d'énergie par rayonnement du sol est très faible par rapport à la perte par convection, en d'autres termes que nous gagnons très peu par emprisonnement du rayonnement […] ».