地球的大气主要由 78% 的氮气和 21% 的氧气组成，剩下的 1% 中大部分是氩气。阳光能够穿透这些透明的气体并加热地表温度。被加热的大地和海洋又能够反过来加热靠近地表的大气。某些热量会被辐射回太空中。如果整个大气的热循环就仅此而已的话，地球的平均温度将是 -18°C 而不是现在的 15°C。产生这些额外热量的原因是因为大气中存在能够吸收能量的气体，热量在被辐射回太空的过程中这些气体吸收了其中的部分能量并又缓慢地将这些热量释放到大气中。这些能够产生“温室效应”的气体被称之为温室气体。

由于 99.9% 的大气是由氮气、氧气和氩气组成的，因此其他气体所占的比例是非常小的。但是即便是很少量的温室气体也能够对气候产生巨大的影响。

有两个因子可以用来评估某种温室气体影响力的大小。首先是全球变暖因子（GWF）——用来评估某种气体吸收和释放热量的能力。二氧化碳的 GWF 被设为 1。其他气体的 GWF 值表明了它们相对于 CO2 而言其效力的大小。

第二个因子是这些气体在大气中的含量。下表中分别列出了一些温室气体的这两个因子的大小。 CO2 虽然比起其他气体来温室效果较弱，但是由于它在大气中的含量比其他温室气体多很多，因此它对温室效应起着最主要的作用。

	全球变暖因子 浓度（ppb*） 二氧化碳 – CO2 1 379,000 甲烷 – CH4 21 1,760 一氧化氮 – N2O 310 320 氟利昂 — CFCs 5,000 到 14,000 小于 1 * 每十亿单位中的含量

二氧化碳

当呼吸的时候，我们从空气中吸入氧气并释放出 CO2。这是呼吸作用的一个过程，通过呼吸作用植物和动物可以从中获取能量。森林火灾和火山同样释放出 CO2。人们燃烧木材、煤和石油的时候也会将 CO2释放到大气中。

甲烷

甲烷是由一种叫做产甲烷菌的细菌天然产生的，这种细菌以无氧环境中的植物和动物为食。产甲烷菌生活在沼泽中静止不动的水下，它们产生的甲烷气泡称为“沼气”。产甲烷菌还存在于动物的消化系统中，它们能够帮助将草和其他有机质降解为营养成分。白蚁能够产生大量的甲烷。每只白蚁每天只能产生大约半微克的沼气，但是世界上白蚁的数量如此巨大，以至于每年它们产生的沼气多达两千万吨。

某些农业活动也能产生甲烷。水稻通常在水田中生长，覆盖在土地上静止不动的水如沼泽地那样有助于产甲烷菌的生长。

驯养的家畜比野生动物产生更多的甲烷。母牛每天产生大约 50 升甲烷，全世界用作商业用途的牛和羊每年大约产生一亿吨甲烷。

一氧化氮

N2O 是由硝酸铵释放出来的气体，硝酸铵是一种广泛使用的化学肥料用于增加农作物的产量。

氟利昂

氟利昂是氯、氟、氢和碳的化合物，自然界中并不存在。1982 年首次人工合成了氟利昂，但当时并不知道它有什么用途。后来证明氟利昂可以用作气雾罐的推进剂和制冷剂。但同时也发现了一个问题，当氟利昂被释放到大气中后，它们进入平流层将会破坏那里的臭氧分子。臭氧是氧的另一种存在形式，由三个氧原子组成一个 O3 分子。通常游离的氧只形成 O2 分子。

臭氧层能够降低紫外线的辐射穿透作用。紫外线的辐射对人体是有害的，能够引起皮肤癌和白内障，而且还会影响其他生物体的生长和繁殖。正因为如此，1987 年通过了一项国际公约，禁止使用氟利昂。虽然氟利昂是最厉害的温室气体，但它们在大气中的含量非常少。随着氟利昂被禁止使用，它们在大气中的含量还将进一步减少。

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