Si el efecto del CO2 estuviera saturado, aumentar la concentración atmosférica de CO2 no produciría un efecto invernadero adicional. No obstante, las observaciones continúan mostrando un efecto invernadero intensificado a medida que los niveles de CO2 aumentan. El artículo Increases in greenhouse forcing inferred from the outgoing longwave radiation spectra of the Earth in 1970 and 1997 (Harries 2001) investiga esta cuestión. En 1970, la NASA lanzó el satélite IRIS, que medía el espectro infrarrojo entre  400 cm-1 y 1600 cm-1. En 1996 la Agencia Espacial de Japón puso en órbita el satélite IMG, que realizaba observaciones similares. Harries comparó ambos conjuntos de datos en 2001 para identificar cambios en la radiación saliente a lo largo del período de 26 años. El cambio en radiación saliente era el que se ve en la figura:

Figura 1: Cambio en el espectro entre 1970 y 1996 debido a los gases traza. La 'temperatura de brillo' representa la temperatura equivalente de un cuerpo negro (Harries 2001).

Lo que se identificó en este trabajo es que existía un descenso en la radiación de onda larga emitida en las longitudes de onda en las que los gases de efecto invernadero tales como CO2 y metano (CH4) absorben energía. El cambio en la radiación saliente sobre las bandas del CO2 era consistente con lo predicho por la teoría. De esta manera, el artículo encontró "evidencia experimental directa de un aumento significativo del efecto invernadero de la Tierra".

Este estudio ha sido confirmado por artículos posteriores que emplean los últimos datos de satélite disponibles. Griggs 2004 compara los espectros de 1970 y 1997 con datos de satélites adicionales procedentes del satélite AIRS, lanzado por la NASA en el año 2003. Chen 2007 extiende este análisis hasta 2006 utilizando datos procedentes del satélite AURA, lanzado en 2004. Ambos artículos encontraron que las diferencias obtenidas en las bandas correspondientes al CO2 reflejaban los cambios esperables debido al aumento de las concentraciones de CO2. De esta manera, tenemos evidencia empírica de que el aumento de CO2 impide que la radiación de onda larga escape al espacio.

Mediciones de radiación de onda larga desde la atmósfera hacia la superficie

¿Qué sucede con la radiación de onda larga que es absorbida por los gases de efecto invernadero? La energía calienta la atmósfera que, a su vez, emite radiación de onda larga. Esta radiación de onda larga es re-emitida en todas direcciones. Una parte de ella retorna a la superficie de la Tierra. Por tanto, es de esperar un aumento de la radiación descendente de onda larga a medida que los niveles de CO2 aumentan.

Philipona 2004 encontró que éso es lo que sucede, que la radiación de onda larga incidente sobre la superficie está aumentando debido a la intensificación del efecto invernadero. Evans 2006 profundizó ese análisis. Utilizando datos espectrales de alta resolución, el aumento de radiación de onda larga descendente se puede atribuir cuantitativamente a cada uno de los diversos gases de efecto invernadero, Los resultados llevaron a los autores a concluir que "estos datos experimentales pueden efectivamente concluir con el argumento escéptico de que no existe evidencia experimental que conecte el aumento de la concentración de los gases de efecto invernadero en la atmósfera y el calentamiento global".

Por tanto, existen múltiples líneas de evidencia empírica respecto a la intensificación del efecto invernadero. Las medidas de los satélites confirman que existe menos radiación de onda larga que escapa al espacio. Las medidas de superficie detectan un aumento de la radiación de onda larga que retorna a la superficie terrestre en las longitudes de onda correspondientes a un aumento de CO2. El resultado de esta falta de balance energético es, por supuesto, la acumulación de calor durante los últimos 40 años.