I gas serra sono gas atmosferici che assorbono il calore e quindi ri-irradiano il calore. Il processo di continuo assorbimento e irraggiamento crea un ciclo che trattiene il calore nell'atmosfera; questo ciclo è chiamato effetto serra. Le attività umane hanno portato a livelli crescenti di gas serra nell'atmosfera, con conseguente aumento dell'effetto serra. L'aumento dell'effetto serra sta causando una tendenza al riscaldamento globale che è dirompente per gli ecosistemi di tutto il mondo. I gas serra includono anidride carbonica, vapore acqueo, metano e protossido di azoto.
Diossido di carbonio
Le emissioni umane di anidride carbonica sono la singola causa più significativa del riscaldamento globale. Circa due terzi dell'anidride carbonica prodotta dall'uomo proviene dalla combustione di combustibili fossili, con un terzo aggiuntivo derivante dalla deforestazione. Il carbonio è immagazzinato nella materia vegetale, come alberi e piante, all'interno delle foreste. I combustibili fossili sono per lo più creati dalla decomposizione anaerobica della materia vegetale sepolta, di solito nel corso di milioni di anni. Quando i combustibili fossili vengono bruciati e le foreste vengono distrutte, il carbonio immagazzinato viene rilasciato nell'atmosfera sotto forma di anidride carbonica. A partire dal 2011, i livelli di anidride carbonica atmosferica erano circa il 35 percento al di sopra del normale e in aumento.
Vapore acqueo
Il vapore acqueo è il gas serra più comune e quello con il maggiore effetto complessivo sulla ritenzione del calore atmosferico. A causa dell'aumento dell'effetto serra, i livelli di vapore acqueo nell'atmosfera aumentano a causa di un ciclo di feedback positivo. Condizioni più calde causano una maggiore evaporazione dell'acqua, con l'atmosfera più calda in grado di trattenere maggiori quantità di vapore acqueo. Pertanto, quando le emissioni di gas serra causano il riscaldamento, l'aumento dei livelli di vapore acqueo è un effetto secondario. I livelli più elevati di vapore acqueo quindi intrappolano ancora più calore, creando il ciclo di feedback.
Metano
Il metano, il componente principale del gas naturale, è un potente gas serra che intrappola circa 20 volte più calore dell'anidride carbonica. Le emissioni atmosferiche di metano si verificano durante la perforazione del gas naturale, l'estrazione del carbone e altri processi industriali. I sistemi digestivi del bestiame producono circa il 35% delle emissioni di metano causate dall'uomo. Alcuni scienziati prevedono che le tendenze al riscaldamento scioglieranno il permafrost artico, con conseguenti grandi rilasci di metano e un ciclo di feedback positivo che accelererà il riscaldamento globale.
Ossido nitroso
Il protossido di azoto esiste in concentrazioni molto più piccole nell'atmosfera, ma è un gas serra molto efficiente, in quanto intrappola circa 300 volte più calore dell'anidride carbonica. Le emissioni umane di protossido di azoto sono prodotte principalmente dal settore agricolo. Quando i fertilizzanti ricchi di azoto si fanno strada nelle falde acquifere e nei fiumi sotterranei, si decompongono per produrre azoto atmosferico, con il protossido di azoto come sottoprodotto. Le emissioni di protossido di azoto causate dall'uomo rappresentano tra il 6 e il 10% dell'aumento dell'effetto serra.
