Gazy cieplarniane to gazy atmosferyczne, które pochłaniają ciepło, a następnie je wypromieniowują. Proces ciągłego pochłaniania i promieniowania tworzy cykl, który zatrzymuje ciepło w atmosferze; cykl ten nazywany jest efektem cieplarnianym. Działalność człowieka zaowocowała wzrostem poziomu gazów cieplarnianych w atmosferze, co skutkuje zwiększonym efektem cieplarnianym., . Wzmocniony efekt cieplarniany powoduje globalny trend ocieplenia, który niszczy ekosystemy na całym świecie. Gazy cieplarniane to dwutlenek węgla, para wodna, metan i podtlenek azotu.
Dwutlenek węgla
Emisje dwutlenku węgla przez człowieka są najważniejszą przyczyną globalnego ocieplenia. Około dwie trzecie dwutlenku węgla spowodowanego przez człowieka pochodzi ze spalania paliw kopalnych, a dodatkowa jedna trzecia wynika z wylesiania. Węgiel jest magazynowany w materii roślinnej, takiej jak drzewa i rośliny, w lasach. Paliwa kopalne powstają głównie w wyniku beztlenowego rozkładu zakopanej materii roślinnej, zwykle w ciągu milionów lat. Kiedy paliwa kopalne są spalane, a lasy niszczone, zmagazynowany węgiel jest uwalniany do atmosfery jako dwutlenek węgla. W 2011 roku poziomy dwutlenku węgla w atmosferze były o około 35 procent wyższe niż normalne i rosły.
Para wodna
Para wodna jest najczęściej występującym gazem cieplarnianym i ma największy ogólny wpływ na retencję ciepła atmosferycznego. Ze względu na wzmocniony efekt cieplarniany, poziom pary wodnej w atmosferze wzrasta z powodu dodatniego sprzężenia zwrotnego. Cieplejsze warunki powodują zwiększone parowanie wody, a cieplejsza atmosfera jest w stanie pomieścić większe ilości pary wodnej. Dlatego też, gdy emisje gazów cieplarnianych powodowane przez człowieka powodują ocieplenie, zwiększony poziom pary wodnej jest efektem wtórnym. Wyższe poziomy pary wodnej zatrzymują jeszcze więcej ciepła, tworząc pętlę sprzężenia zwrotnego.
Metan
Metan, główny składnik gazu ziemnego, jest silnym gazem cieplarnianym, który zatrzymuje około 20 razy więcej ciepła niż dwutlenek węgla. Emisje metanu do atmosfery występują podczas odwiertów gazu ziemnego, wydobycia węgla i innych procesów przemysłowych. Systemy trawienne zwierząt gospodarskich wytwarzają około 35% spowodowanych przez człowieka emisji metanu. Niektórzy naukowcy przewidują, że trendy ocieplenia stopią arktyczną wieczną zmarzlinę, co spowoduje duże uwolnienie metanu i dodatnie sprzężenie zwrotne, które przyspieszy globalne ocieplenie.
Podtlenek azotu
Podtlenek azotu występuje w atmosferze w znacznie mniejszych stężeniach, ale jest bardzo wydajnym gazem cieplarnianym, zatrzymującym około 300 razy więcej ciepła niż dwutlenek węgla. Emisje ludzkiego podtlenku azotu są wytwarzane głównie przez sektor rolniczy. Kiedy nawozy bogate w azot przedostają się do podziemnych warstw wodonośnych i rzek, rozkładają się, tworząc azot atmosferyczny, którego produktem ubocznym jest podtlenek azotu. Emisje podtlenku azotu spowodowane przez człowieka stanowią od 6 do 10 procent zwiększonego efektu cieplarnianego.
