二酸化炭素がなぜ温室効果ガスになるのか

　温室効果ガスには５種類あります。二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、一酸化二窒素（N2O）、ハイドロフルオロカーボン類（HFC）、パーフルオロカーボン類（PFC）、六フッ化硫黄（SF6）
　水蒸気（Ｈ2０）は上記５種類よりもはるかに大きな温室効果をもっていますが地球上に存在する量は不変であるため気温変動の監視物質にはなっていません。
　５種類の中で二酸化炭素は全体の９５％を占めるため増加による影響は特に大きいので排出量削減が重視されているのです。

二酸化炭素が温室効果ガスになる仕組み
　これを理解するのは物理とは縁遠い仕事をしている者には難題です。要点は分子の結合には距離があり、この距離が伸びたり縮んだりする分子（ＣＯ２など）と変化しない分子（Ｏ２など）があります。変化しない分子は温室効果ガスになりません。
　ＣＯ２の分子の結合距離は地球の地表から放射された赤外線の波長と一致（相性がよい）します。そのため地表から宇宙に向けて放射された赤外線は大気に存在するＣＯ２にキャッチされます。同時に分子間振動（電気双極子モーメントの変化）が起こり、この振動でとりついた赤外線ははじき飛ばされ、地表に向かいます。（ＣＯ２の結合は元の形に戻る／フックの法則）
　宇宙に放出された太陽エネルギーが再び地表に戻るわけです。これがＣＯ２が温室効果を発揮する仕組みです。ですから大気中にＣＯ２が増えるとこの効果が高まるので地球の表面温度はどんどん上昇するわけです。

　ＣＯ２は４種類の挙動モードをもっています。（図出典：琉球大学ＨＰ）