Земља није једина планета у Сунчевом систему са атмосфером, али је њена атмосфера једина у којој би људска бића могла да преживе. Главна компонента Земљине атмосфере, попут оне на Сатурновом месецу Титану, је азот, а други обилни елемент је кисеоник. Приближно 1 проценат атмосфере чине мноштво других једињења, укључујући угљен-диоксид, који игра значајну улогу у загревању планете.
Атмосферски састав угљен-диоксида
Нивои угљен-диоксида у атмосфери нису стални - порасли су за скоро 40 процената од индустријске револуције, према климатском научнику Тоду Санфорду. Они су мали у поређењу са главним атмосферским компонентама азота и кисеоника. Научници их изражавају као делови на милион или ппм. У марту 2011. године ниво угљен-диоксида био је на 391 ппм, што је 0,0391 процента атмосфере. То отприлике одговара маси од 3 билиона тона. После азота, кисеоника, водене паре и аргона, угљен-диоксид је пети најзаступљенији гас у атмосфери.
Мерење нивоа угљен-диоксида
Почев од педесетих година прошлог века и настављајући се до 2013. године, научници су предузели програм за мерење нивоа угљен-диоксида у Мауна Лои на Хавајима. Програм, који води Сцриппсов институт за океанографију, створио је рекорд који показује сталан пораст нивоа угљен-диоксида из године у годину. Крива Кеелинг, названа по научнику који је првобитно водио програм, пружа доказе о порасту нивоа угљен-диоксида. Осим што показује стални раст нивоа угљен-диоксида у атмосфери према горе, показује и сезонски раст колебања нивоа атмосферског угљен-диоксида изазвана растом и пропадањем биљака на северу Хемисфера.
Гас стаклене баште
Угљен-диоксид је гас са ефектом стаклене баште; апсорбује сунчеву светлост која се одбија од површине планете и загрева атмосферу. У његовом одсуству сунчева светлост би зрачила у свемир. Угљен-диоксид није једини гас који то чини - метан и азот-оксид су још снажнији стакленички гасови. Међутим, веће концентрације угљен-диоксида и чињеница да концентрације расту праве угљен-диоксид најважнији стакленички гас. Иако се много атмосферског угљен-диоксида раствара у морској води и земљишту и постаје сировина за фотосинтезу, Кеелингова крива показује да је производња овог гаса већа од његове потрошња.
Растући нивои угљен-диоксида
Због своје способности да формира сложене молекуле, угљенични циклус непрекидно кружи кроз екосистем од тла и океана до атмосфере. Нивои угљен-диоксида повезани су са овим циклусом; гас угљен-диоксида који производе вулкани раствара се у океанима да би постао киселији и постаје сировина за фотосинтезу. Овај природни циклус постаје поремећен додавањем додатног угљен-диоксида у атмосферу, као што се догађа сагоревањем фосилних горива. Ефекти могу укључивати пораст температуре и повећану киселост океана, што морски живот може довести у опасност.