Os gases de efeito estufa são gases atmosféricos que absorvem calor e, em seguida, irradiam novamente o calor. O processo de absorção e irradiação contínua cria um ciclo que retém o calor na atmosfera; esse ciclo é chamado de efeito estufa. As atividades humanas resultaram em níveis crescentes de gases de efeito estufa na atmosfera, resultando em um aumento do efeito estufa. O aumento do efeito estufa está causando uma tendência de aquecimento global que perturba os ecossistemas em todo o mundo. Os gases de efeito estufa incluem dióxido de carbono, vapor de água, metano e óxido nitroso.
Dióxido de carbono
As emissões humanas de dióxido de carbono são a causa isolada mais significativa do aquecimento global. Aproximadamente dois terços do dióxido de carbono causado pelo homem vêm da queima de combustíveis fósseis, com um terço adicional resultante do desmatamento. O carbono é armazenado na matéria vegetal, como árvores e plantas, dentro das florestas. Os combustíveis fósseis são principalmente criados pela decomposição anaeróbica de matéria vegetal enterrada, geralmente ao longo de milhões de anos. Quando os combustíveis fósseis são queimados e as florestas destruídas, o carbono armazenado é liberado na atmosfera como dióxido de carbono. Em 2011, os níveis atmosféricos de dióxido de carbono estavam aproximadamente 35% acima do normal e aumentando.
Vapor de água
O vapor de água é o gás de efeito estufa mais comum e aquele com o maior efeito geral na retenção do calor atmosférico. Devido ao aumento do efeito estufa, os níveis de vapor d'água na atmosfera aumentam devido a um ciclo de feedback positivo. Condições mais quentes causam maior evaporação da água, com a atmosfera mais quente capaz de reter maiores quantidades de vapor d'água. Portanto, quando as emissões humanas de efeito estufa causam aquecimento, o aumento dos níveis de vapor de água é um efeito secundário. Os níveis mais altos de vapor de água retêm ainda mais calor, criando o ciclo de feedback.
Metano
O metano, o principal componente do gás natural, é um potente gás de efeito estufa que retém cerca de 20 vezes mais calor do que o dióxido de carbono. As emissões atmosféricas de metano ocorrem durante a perfuração de gás natural, mineração de carvão e outros processos industriais. Os sistemas digestivos do gado produzem aproximadamente 35% das emissões de metano causadas pelo homem. Alguns cientistas prevêem que as tendências de aquecimento derreterão o permafrost ártico, resultando em grandes liberações de metano e um ciclo de feedback positivo que acelerará o aquecimento global.
Óxido nitroso
O óxido nitroso existe em concentrações muito menores na atmosfera, mas é um gás de efeito estufa muito eficiente, capturando aproximadamente 300 vezes mais calor do que o dióxido de carbono. As emissões de óxido nitroso humano são produzidas principalmente pelo setor agrícola. Quando fertilizantes ricos em nitrogênio chegam aos aqüíferos subterrâneos e rios, eles se degradam para produzir nitrogênio atmosférico, com óxido nitroso como subproduto. As emissões de óxido nitroso causadas pelo homem são responsáveis por 6% a 10% do aumento do efeito estufa.