Det sägs och observeras at

t övre delar av atmosfären är under kylning. På 30 - 80 kilometers höjd (stratosfär/mesosfär, beroende på vem man pratar med) mäts trenden till ca 2 - 3 grader per decennium.
Varför händer detta? Helt säker kan man inte vara men här kommer två troliga förlopp:
Först ett par ordförklaringar: Med begreppen värmestrålning och infraröd strålning/ir-strålning menar jag samma sak. Stratosfären (ca 12 km - ca 60 km) är alltså den del som ligger över troposfären (havsytan - ca 12 km). Den består av i princip samma gaser som troposfären - kväve, syre, växthusgaser - men är glesare, kallare och med högre ozon-halt.
Mänsklig aktivitet kan påverka stratosfären på två sätt:
1. Utarmning av ozon
2. Ökning av växthusgaser i både troposfär och stratosfär.
Ozon-anledningen är lättast att få grepp om så vi börjar med den:
I troposfären sker värmeöverföring i huvudsak genom sk konvektion, och inte genom att solens strålar direkt värmer den. Konvektionens förlopp är att luften värms upp genom kontakt med den uppvärmda marken. Luften närmast markytan expanderar medan den värms, stiger uppåt i turbulent rörelse, och blandas med annan luft.
Ifall luften inte någonstans värmdes upp genom solstrålning, utan endast från jordytan och genom konvektion, skulle temperaturen successivt minska med höjden över marken, vilket stämmer de första 12 kilometrarna, men ungefär på den nivån (och vid ca -55 C temperatur) når man den sk tropopausen, där temperaturen börjar öka igen, pga ett visst solstråle-absorberande skikt lite högre upp: ozonlagret.
Konvektion finns bara där varm luft stiger, vilket den inte gör om temperaturen ovanför är högre än denna varma lufts, så tropopausen fungerar alltså som en sorts barriär mellan troposfären och stratosfären. Pga konvektion är troposfären turbulent och väl blandad. Stratosfären däremot, med sin temperaturökning med höjd, är stabil och uppdelad i lager.
Stratosfärens ozonskikt absorberar alltså solens ultravioletta strålar på deras väg nedåt i jordatmosfären. Genom absorption värms ozon-molekylerna, och därmed stratosfären. Vid ozonutarmning medelst t ex freoner, minskar lagrets förmåga att absorbera strålarna, och de åker istället rakt igenom stratosfären, utan att värma den lika mycket.
Vad gäller växthusgasernas påverkan på stratosfären så är förloppet mer komplicerat.
I troposfären, som är närmast jordytan, hindrar växthusgaserna, genom absorption, värmestrålningens väg uppåt från jordytan.
I den tunna, glesare stratosfären däremot, hjälper växthusgaserna istället till med utstrålningen av värme, mot rymden.
När troposfärens halt av CO2 och vattenånga ökar, blir denna nivå mer och mer mättad; mindre och mindre ir-strålning kan komma därifrån ut mot stratosfär och senare rymd. Det är från dessa övre lager som atmosfären avger värme till rymden och värme kan endast lämna atmosfären i form av radiation . Andra växthusgaser, som ozon, CFC, finns i mindre mängd, så de absorberar inte lika mycket värmestrålning.
I stratosfären sker värmeledning i huvudsak sker genom konduktion (molekyler som krockar med varandra) och radiation/strålning (utsändning och absorption av infraröd strålning). Mer sällsynt är konvektion, dvs uppvärmning genom att sjok av molekyler transporteras/stiger och diffunderar. Koldioxid- och vattenånge-molekyler kan omvandla den värme de tillskansat sig genom konduktion/krockande, till strålning.

Fast uppe på dessa tunna, glesare nivåer av atmosfären har de utsända värmefotonerna, de som färdas med infraröda våglängder, stor chans att åka ut i rymden direkt, utan ytterligare förhalning, eftersom det inte finns så mycket molekyler i närheten för att absorbera dem.
Ökad koldioxidnivå i atmosfären kyler alltså stratosfären på två sätt:
Dels genom att troposfären mättas mer och mer och ir-strålning inte slipper uppåt mot stratosfären så lätt, och dels för att ökningen av växthusgaser däruppe gör att mer ir-strålning lämnar atmosfären. Vid kylning minskar volymen, enligt allmänna gaslagen, och stratosfären, mesosfären och jonosfären (ca 300 km upp) dras samman; dessa lager "faller" nedåt mot oss.
Några frågor? (-:
/Cecilia
Till ovanstående artikel har jag fått viktiga bidrag i form av synpunkter och länkar, från skribenterna Mia och Anders M.
Källor & fördjupning:
Atmospheric Optics: Tropopause and Lower Stratosphere
Stratospheric Cooling - Dr Elmar Uherek - Max Planck Institute for Chemistry, Mainz
Tango in the Atmosphere: Ozone and Climate Change: Jeannie Allen, NASA Earth Observatory
Why is Earth's Upper Atmosphere Cooling? - Moises Velasques-ManoffNew Scientist: Orbital tracking reveals thinning upper atmosphere
Debatewise: CO2 and global warming
Tanya Philips - Troposphere and stratosphere meet blogosphere Photos:
1. NASA: Sunset Over Tropopause, Aug 10, 20032. Meteorology for everyone, Dask.org: Stratosphere
3. Arctic Stratospheric Cloud, NASA
4. Wikimedia Commons: Water Vapor in the Stratosphere
Twingly:
SvD: Carlgren svarar på läsarnas frågor, Varmaste decenniet hittills,
Recension: Global nedkylning
DN: Skadlig skandal