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Nelle scienze dell'atmosfera, l'effetto serra è un particolare fenomeno di regolazione della temperatura di un pianeta (o satellite) provvisto di atmosfera, che consiste nell'accumulo all'interno della stessa atmosfera di una parte dell'energia termica proveniente dalla stella attorno alla quale orbita il corpo celeste, per effetto della presenza in atmosfera di alcuni gas, detti appunto "gas serra". Tali gas permettono infatti l'entrata della radiazione solare proveniente dalla stella, mentre ostacolano l'uscita della radiazione infrarossa riemessa dalla superficie del corpo celeste (caratterizzata da una lunghezza d'onda di circa 15 micron, maggiore della lunghezza d'onda della radiazione entrante): ciò porta da una parte ad un aumento della temperatura del corpo celeste coinvolto dal fenomeno e dall'altra parte a escursioni termiche meno intense di quelle che si avrebbero in assenza dell'effetto serra, in quanto il calore assorbito viene ceduto più lentamente verso l'esterno. Il termine deriva dall'errata analogia con quanto avviene nelle serre per la coltivazione: in questo caso l'aumento di temperatura è dovuto all'assenza di convezione (una modalità di trasferimento del calore) e non all'intrappolamento dell'energia radiante. L'effetto serra, inteso come fenomeno naturale, è essenziale per la presenza e lo sviluppo della vita sulla Terra; al contrario, l'aumento dell'effetto serra, che invece è causato dall'intervento dell'uomo sulla natura, alterando il normale equilibrio termico del pianeta, ha portato nel corso degli anni a mutamenti importanti dal punto di vista climatico e ambientale, per effetto del conseguente riscaldamento globale.

Si definiscono piante C4 alcune specie di piante dei climi caldi ma con disponibilità idrica, come ad esempio il mais, il sorgo e la canna da zucchero, che usufruiscono di una via differente per la fissazione della CO2 (uno dei passaggi necessari per portare a termine il processo fotosintetico). Queste piante hanno sviluppato una via alternativa al ciclo di Calvin-Benson, organizzata sulla presenza di due tipi di cellule funzionalmente e morfologicamente diverse, le cellule del mesofillo e quelle della guaina del fascio. La fotosintesi C4 è perciò, insieme alla fotosintesi CAM, un adattamento adottato da alcune specie di piante, viventi in climi aridi, per risparmiare acqua nella fase di fissazione del carbonio. Questa via biosintetica fu scoperta nel 1966 da due ricercatori australiani, M. D. Hatch e C. R. Slack, e viene infatti anche indicata come via biosintetica di Hatch-Slack.