Algemeen wordt aanvaard dat een broeikaseffect  de aarde circa 34 graden opwarmt ten opzichte van de atmosfeerloze situatie. Maar wat als er nu eens geen broeikasgassen zijn, maar wel een atmosfeer bestaande uit alleen maar het inerte stikstof, wat zou dan de temperatuur op aarde zijn? En dus niet de vergelijking maken met een atmosfeerloze aarde. 

De door zonlicht opgewarmde aarde (geen zeeën=geen water) zal energie verliezen door zwarte lichaam straling, zoals ook het geval is indien er geen atmosfeer zou zijn. Echter daarnaast zal de bodem ook energie verliezen door de de atmosfeer op te warmen, door warmtegeleiding. Deze warme lucht zal gaan stijgen, convectie. De bodem zal de lucht blijven verwarmen door geleiding zolang er een drijvende kracht is: de bodemtemperatuur hoger dan de luchttemperatuur. Het omgekeerde, afkoeling van de atmosfeer door warmteafgifte aan de bodem is veel minder efficiënt, omdat de luchtlaag dicht tegen de bodem aan die de warmte afgeeft zal afkoelen en daardoor zwaarder wordt en dus zal blijven hangen, waardoor de warmte van de atmosfeer door een steeds dikkere  koude luchtlaag van de bodem wordt geïsoleerd.  (Ook in de echte atmosfeer treedt dit fenomeen op: er is een grote temperatuurgradiënt in de eerste centimeters van de atmosfeer 's nachts.) Tijdens de dag zal de atmosfeer verwarmd worden door de bodem, tijdens de nacht zal de atmosfeer zijn warmte nauwelijks kwijt kunnen aan de afkoelende bodem. De gemiddelde temperatuur van de lucht zal dan ook dichter tegen de maximum bodem temperatuur overdag liggen dan tegen de gemiddelde bodemtemperatuur en dat  zonder broeikasgas. 

De gemiddelde bodemtemperatuur voor de aarde  is - 15 °C. Bij een temperatuurverschil tussen dag en nacht van 200 °C van de bodem (zie temperaturen van de maan), zal de atmosferische temperatuur op een meter en half boven de bodem uitkomen op overdag dichtbij de 85 °C, zeg 80 °C en 's nachts wegzakken naar een 35°C. Deze laatste temperatuur ingeschat op basis van temperatuursverschillen in de woestijn: geen vocht in de lucht, wel CO2.  zonder CO2 zal de temperatuur  een tien graden verder dalen: zeg 20-25°C. De gemiddelde atmosfeer temperatuur zal dan uitkomen op circa 60 °C.

De temperatuur van de atmosfeer zal in de hoogte sterker dalen dan in de echte atmosfeer. De temperatuur zal de zogenaamde droge adiabaat volgen: zijnde per kilometer 9.8 °C dalen. Op 10 kilometer hoogte zal de temperatuur van de atmosfeer gemiddeld -40°C zijn.

Een atmosfeer zonder broeikasgas  neemt warmte energie op van de bodem, door geleiding.  De gemiddelde temperatuur van de broeikasgasvrije atmosfeer ligt ver boven de berekende temperatuur, gebaseerd op de stralingsbalans en ook ver boven de temperatuur van de echte aarde.  Wat we zien is dat er een zeer groot verschil in temperatuur tussen de bodem en de atmosfeer is.