Les gaz à effet de serre sont des gaz atmosphériques qui absorbent la chaleur, puis la rediffusent. Le processus d'absorption et de rayonnement continus crée un cycle qui retient la chaleur dans l'atmosphère; ce cycle est appelé effet de serre. Les activités humaines ont entraîné une augmentation des niveaux de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, entraînant un effet de serre accru. L'augmentation de l'effet de serre provoque une tendance au réchauffement climatique qui perturbe les écosystèmes du monde entier. Les gaz à effet de serre comprennent le dioxyde de carbone, la vapeur d'eau, le méthane et l'oxyde nitreux.
Gaz carbonique
Les émissions humaines de dioxyde de carbone sont la cause la plus importante du réchauffement climatique. Environ les deux tiers du dioxyde de carbone d'origine humaine proviennent de la combustion de combustibles fossiles, avec un tiers supplémentaire résultant de la déforestation. Le carbone est stocké dans la matière végétale, comme les arbres et les plantes, à l'intérieur des forêts. Les combustibles fossiles sont principalement créés par la décomposition anaérobie de matières végétales enfouies, généralement au cours de millions d'années. Lorsque les combustibles fossiles sont brûlés et que les forêts sont détruites, le carbone stocké est libéré dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. En 2011, les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère étaient d'environ 35 % supérieurs à la normale et en hausse.
Vapeur d'eau
La vapeur d'eau est le gaz à effet de serre le plus courant et celui qui a le plus d'effet global sur la rétention de chaleur atmosphérique. En raison de l'augmentation de l'effet de serre, les niveaux de vapeur d'eau dans l'atmosphère augmentent en raison d'une boucle de rétroaction positive. Des conditions plus chaudes provoquent une évaporation accrue de l'eau, l'atmosphère plus chaude pouvant contenir de plus grandes quantités de vapeur d'eau. Par conséquent, lorsque les émissions humaines à effet de serre provoquent un réchauffement, l'augmentation des niveaux de vapeur d'eau est un effet secondaire. Les niveaux plus élevés de vapeur d'eau emprisonnent alors encore plus de chaleur, créant la boucle de rétroaction.
Méthane
Le méthane, le principal composant du gaz naturel, est un puissant gaz à effet de serre qui retient environ 20 fois plus de chaleur que le dioxyde de carbone. Les émissions atmosphériques de méthane se produisent lors du forage de gaz naturel, de l'extraction du charbon et d'autres processus industriels. Le système digestif du bétail produit environ 35 pour cent des émissions de méthane d'origine humaine. Certains scientifiques prédisent que les tendances au réchauffement feront fondre le pergélisol arctique, entraînant d'importants rejets de méthane et une boucle de rétroaction positive qui accélérera le réchauffement climatique.
Protoxyde d'azote
L'oxyde nitreux existe en concentrations beaucoup plus faibles dans l'atmosphère, mais c'est un gaz à effet de serre très efficace, piégeant environ 300 fois plus de chaleur que le dioxyde de carbone. Les émissions humaines d'oxyde nitreux sont produites principalement par le secteur agricole. Lorsque les engrais riches en azote pénètrent dans les aquifères souterrains et les rivières, ils se décomposent pour produire de l'azote atmosphérique, avec du protoxyde d'azote comme sous-produit. Les émissions d'oxyde nitreux d'origine humaine représentent entre 6 et 10 pour cent de l'augmentation de l'effet de serre.