Khí nhà kính

Khoảng một nửa năng lượng ánh sáng tới khí quyển Trái Đất đi qua không khí và mây xuống bề mặt, được bề mặt hấp thụ rồi phát lại dưới dạng nhiệt hồng ngoại. Khoảng 90% lượng nhiệt này được khí nhà kính hấp thụ và phát xạ trở lại, làm chậm việc nhiệt thoát ra không gian. Hiệu ứng nhà kính ấy là điều kiện thiết yếu cho sự sống trên Trái Đất; nhưng khí nhà kính do con người thải thêm đang giữ lại nhiều nhiệt hơn, và các nhà khoa học quy xu hướng ấm lên toàn cầu quan sát được từ giữa thế kỷ 20 cho sự mở rộng hiệu ứng nhà kính do con người gây ra.

Carbon dioxide vào khí quyển qua các quá trình tự nhiên như núi lửa phun trào và qua hoạt động của con người như đốt nhiên liệu hoá thạch và phá rừng; thực vật lấy bớt nó ra khi hấp thụ trong chu trình carbon. Methane đến từ cả nguồn tự nhiên, như thực vật phân huỷ ở đất ngập nước, lẫn nguồn nhân tạo, như khai thác và vận chuyển than, khí, dầu, chăn nuôi và rác hữu cơ phân huỷ. Các khí fluor hoá là khí tổng hợp, thường được thải ra với lượng nhỏ hơn các khí nhà kính khác, nhưng tính trên cùng một khối lượng thì chúng giữ nhiệt mạnh hơn carbon dioxide đáng kể. Chlorofluorocarbon (CFC) — những hợp chất hoàn toàn có nguồn gốc công nghiệp, từng được dùng làm chất làm lạnh, dung môi và chất đẩy trong bình xịt — cũng là một trong các khí nhà kính chủ chốt; một số khí fluor hoá đôi khi được dùng thay cho CFC và các chất khác làm suy giảm tầng ozone.

Hơi nước là khí nhà kính dồi dào nhất. Nhưng lượng hơi nước tăng lên khi đại dương ấm dần, nên nó không phải nguyên nhân trực tiếp của biến đổi khí hậu mà là một vòng phản hồi: Trái Đất ấm lên thì hơi nước tăng, và hơi nước tăng lại làm Trái Đất ấm thêm.