CO2の赤外線吸収波長15μｍ付近についての質問者さんの模式図は間違っています。 3本の上向き矢印で放射の動きを示していますが、真ん中の上向き矢印は存在しません。 成層圏下部では対流圏の高さ10ｍ以上と同様に、CO2が出した赤外線はすぐに全部別のCO2に吸収されて、宇宙の方向に進んで行けません。系が閉じています。 CO2濃度が上昇すると、成層圏の赤外線吸収が増えるというのも間違っています。系が閉じていますから、赤外線の吸収は変わりません。 そもそも、放射冷却は地表から出た赤外線のうち、波長8～13μｍの大気の窓領域の赤外線が、CO2、水蒸気、メタンといった温室効果ガスに吸収されずに直接宇宙に出ることによって起きています。 成層圏のCO2による15μｍの赤外線の吸収は、そもそもこの放射冷却と無関係です。 成層圏下部の上端のー53℃のCO2が温度に応じて出す赤外線が衛星から見えています。 CO2濃度が上昇しても成層圏下部の上端の温度は変わりませんから、CO2濃度の上昇で1番上の矢印の太さが変わることはありません。 一番下の対流圏の矢印も違います。 15μｍは1ｍで96％、5ｍで98％、10ｍで100％、CO2に吸収されます。 そして、地表では15μｍの地球放射と同じ大きさの下向き大気放射が分光放射計により観測されています。 正しくは、10ｍまでのごく短い地球放射の上向き矢印があり、同じ長さと太さの大気放射の下向き矢印があります。 その結果、CO2の赤外線吸収波長15μｍでは地表は全く放射冷却は起きていません。 水蒸気もCO2と同様に場合分けができます。 高さ100ｍまでで8μｍ以下、16μｍ以上の水蒸気が吸収可能な地球放射は水蒸気に全部吸収されます。 衛星からは数千ｍ上空の水蒸気が出した8μｍ以下、16μｍ以上の赤外線が見えます。3000ｍ上空であれば、0℃の水蒸気が出す赤外線です。 それよりも高い所は低温で水蒸気濃度が極端に低いため、吸収されずに宇宙に出て行きます。 衛星から地球の遠赤外線を見ると、8～13μｍは完全に透明で地表が見えます。14～16μｍは成層圏下部の上端が見えます。その下は不透明。8μｍ以下、16μｍは数千ｍの所が見えます。その下は不透明。 成層圏下部の上端から15μｍの赤外線が出ているから、CO2濃度の上昇でその大きさが吸収で小さくなり、温室効果が増し、温暖化する余地があるということにはなりません。 その大きさは単にそこのCO2の温度を反映しているに過ぎません。 15μｍの赤外線がゼロになるとしたら、成層圏下部の上端の温度がー273℃、0Ｋ、絶対零度になる時です。 当然、CO2濃度が大きく上昇したとしても、ー273℃まで下がりません。