二氧化碳

温室气体，二氧化碳(有限公司₂)是最重要的。大气中CO的天然来源₂包括脱气从火山,燃烧有机物质的自然衰变，还有呼吸由需氧(耗氧)生物。平均而言，这些资源是通过一系列物理、化学或生物过程来平衡的，这些过程被称为“生态平衡”。汇，它们往往会去除CO₂从大气．重要的自然碳汇包括吸收CO的陆地植被₂在过程中光合作用．

一些海洋过程也起到了碳汇．一个这样的过程，称为“溶解度泵”，涉及血统含有溶解一氧化碳的表层海水₂．另一个过程是“生物泵”，包括吸收溶解的CO₂由海洋植被和浮游植物(小型自由漂浮的光合生物)生活在海洋上层或其他使用CO的海洋生物₂构建骨架和其他结构组成碳酸钙(CaCO_3.)．当这些生物死亡并沉入海底时碳它们所含的物质被向下运输，最终被埋在深处。这些自然源和汇之间的长期平衡导致了CO的背景或自然水平₂在大气中。

相反，人类活动增加了大气CO₂关卡主要通过燃烧完成化石燃料主要是石油而且煤炭,其次是天然气，供交通工具使用，加热，而代之电力——通过生产水泥．其他人为来源包括焚烧森林还有清理土地。目前，人为排放每年向大气中释放约70亿吨(70亿吨)碳。人为排放大约相当于CO总排放量的3%₂通过自然来源，人类活动放大的碳负荷远远超过自然汇的抵消能力(每年可能高达20 - 30亿吨)。

有限公司₂因此积累在1959年至2006年期间，大气中二氧化碳的平均含量为每年1.4 PPM，在2006年至2018年期间约为每年2.0 PPM。总的来说，这种积累速度是线性的(即随着时间的推移是均匀的)。然而，某些电流汇，如海洋，将来可能成为来源(看到碳循环反馈)．这可能导致一种情况，即大气中CO的浓度₂以指数速度构建(也就是说，它的增长率也在增加)。

由于排出气体的缓慢变化，二氧化碳的自然背景水平在数百万年的时间尺度上有所不同火山活动．例如，大约一亿年前，在白垩纪(1.45亿至6600万年前)，CO₂当时的浓度似乎比现在高几倍(可能接近2000 ppm)。在过去的70万年里，CO₂与此相关的浓度变化范围要小得多(大约在180到300 ppm之间)地球轨道效应与轨道的进出有关更新世冰河时代(见下文对气候的自然影响)．21世纪初CO₂浓度已经达到了384 ppm，比自然背景水平280 ppm高出了大约37%工业革命．大气有限公司₂二氧化碳浓度持续上升，到2021年达到了百万分之416。这一水平被认为是至少80万年以来的最高水平冰芯根据其他证据，这可能是至少500万年以来的最高水平。

辐射强迫由二氧化碳引起的气候变化与大气中二氧化碳的浓度呈近似对数的关系。对数关系是a的结果饱和使它变得越来越困难的效果，如CO₂CO浓度增加₂分子进一步影响“红外窗口”(红外区域中某个不被大气气体吸收的窄波段波长)。对数关系预测，CO每增加一倍，地表变暖潜势将增加大致相同的数量₂浓度。按目前的汇率化石燃料使用时，CO增加一倍₂预计到21世纪中叶，二氧化碳浓度将超过工业化前的水平₂浓度预计将达到560ppm)。CO翻倍₂浓度将代表每平方米辐射强迫增加大约4瓦。在没有任何“气候敏感性”的情况下给出典型的估计抵消因素，这一能量增加将导致比前工业时代升温2至5°C(3.6至9°F) (看到反馈机制和气候敏感性)．人为CO的总辐射强迫₂自工业时代开始以来，排放量约为每平方米1.66瓦。

甲烷

甲烷(CH₄是第二重要的温室气体．CH₄比CO更有效₂因为每个分子产生的辐射强迫更大。此外，在CH吸收的辐射波长范围内，红外窗口的饱和程度较低₄，所以更多的分子会填充在这个区域。然而,CH₄存在的浓度远低于CO₂在大气中，其体积浓度通常以十亿分之一(ppb)而不是百万分之一来测量。CH₄它在大气中的停留时间也比CO短得多₂(CH的停留时间₄大约是10年，而CO要几百年₂)．

甲烷的天然来源包括热带和北方湿地, methane-oxidizing细菌以有机物质为食消耗通过白蚁火山，富含有机沉积物的海底渗漏口，以及被困在海洋大陆架和极地的甲烷水合物永冻层．甲烷的主要自然储存是大气本身，因为甲烷很容易与大气中的羟基自由基(∙OH)发生反应对流层形成CO₂和水蒸气(H₂O).当CH₄到达平流层，它被摧毁了。另一个自然沉淀是土壤，那里有甲烷。氧化由细菌。

和CO一样₂在美国，人类活动正在增加CH₄集中注意力的速度比预期的要快抵消自然沉淀。目前，人为排放源约占年排放总量的70%，随着时间的推移，导致浓度大幅增加。大气CH的主要人为来源₄是大米种植,畜牧业，燃烧煤炭而且天然气，燃烧生物质，以及堆填区内有机物的分解。未来的趋势尤其难以预测。这部分是由于对与CH相关的气候反馈的不完全理解₄排放。此外，随着人口的增长，很难预测牲畜饲养、水稻种植和能源利用方面的可能变化将如何影响CH₄排放。

人们认为，大气中甲烷浓度的突然增加导致了一场变暖事件，在所谓的“地球变暖”期间的几千年里，全球平均气温上升了4-8°C(7.2-14.4°F)古新世-始新世热极大期，或PETM。这一事件发生在大约5500万年前，CH的上升₄似乎与一次大规模火山爆发有关，火山爆发与含甲烷的洪水沉积物相互作用。结果，大量的气态CH₄被注入大气层。很难确切知道这些浓度有多高，也很难知道它们持续了多长时间。在很高的浓度下，CH的停留时间₄在大气中可以变得比大气大得多名义上的10年居留时间，适用于今天。然而，在始新世极热期间，这些浓度很可能达到百万分之几。

与更新世有关，甲烷浓度也在较小的范围内变化(大约在350到800 ppb之间)冰河时代周期(看到对气候的自然影响)．工业化前的CH水平₄大气中的ppb约为700 ppb，而2021年底的水平超过了1876 ppb。(这些浓度远高于至少过去65万年观察到的自然水平。)人为CH的净辐射强迫₄二氧化碳的排放量约为每平方米0.5瓦，约为CO辐射强迫的三分之一₂．