在傅里葉提出大氣層具有溫室效應(yīng)30多年之后，愛(ài)爾蘭物理學(xué)家丁鐸爾才通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了大氣中哪些氣體具有溫室效應(yīng)。丁鐸爾曾明確指出，他測(cè)量溫室氣體的目的是為了解釋大氣的溫室效應(yīng)及其對(duì)地球氣候的影響。丁鐸爾發(fā)現(xiàn)大氣的溫室效應(yīng)只是幾種含量很少的由三原子組成的分子貢獻(xiàn)的，也就是CO2和H2O等，而大氣的主要成分氮?dú)夂脱鯕獠](méi)有溫室效應(yīng)(氮?dú)庠趬毫ψ銐虼蟮沫h(huán)境下也具有溫室效應(yīng))。這些測(cè)量結(jié)果使丁鐸爾意識(shí)到，地球氣候的改變并不需要整個(gè)大氣層在質(zhì)量上有根本的改變，而只需要幾種痕量氣體的變化。丁鐸爾也意識(shí)到，CO2是地球氣候變化的關(guān)鍵因素，因?yàn)殡m然水汽的溫室效應(yīng)比CO2更強(qiáng)，但大氣中水汽的含量是由大氣的溫度決定的(克勞修斯-克拉珀龍方程)，當(dāng)水汽含量達(dá)到飽和時(shí)，水汽凝結(jié)形成降水，從而減少大氣中的水汽。當(dāng)然，水汽的正反饋將放大CO2的溫室效應(yīng),使得地球表面的增溫遠(yuǎn)大于單純的CO2增加所造成的溫度升高。

在丁鐸爾的時(shí)代，還沒(méi)有關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。因此，丁鐸爾試圖使用化學(xué)鍵的概念來(lái)解釋為什么三原子分子能夠吸收紅外輻射,而雙原子分子如N2和O2不吸收紅外輻射。我們現(xiàn)在知道,雙原子分子也具有化學(xué)鍵，它們之所以不吸收紅外輻射是因?yàn)檫@些雙原子分子的電子對(duì)稱性，它們?cè)谡駝?dòng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)偶極矩,因此也不會(huì)吸收或放射紅外輻射。可見(jiàn)，對(duì)溫室氣體的正確和全面的理解是在分子結(jié)構(gòu)物理學(xué)和量子力學(xué)建立了之后才有的。