反馈机制和气候敏感性
有许多重要的反馈过程地球的气候系统，特别是它对外界的响应辐射强迫．这些反馈机制中最基本的一个涉及到从地表向太空的长波辐射损失。由于这种辐射损失随着表面温度的增加而增加斯蒂芬玻尔兹曼定律，表示相对于近地表的一个稳定因子(即负反馈)空气温度。
气候敏感性可以定义为每平方米辐射强迫每增加一瓦造成的地表变暖量。或者，它有时被定义为二氧化碳翻倍导致的变暖2浓度和相关的每平方米增加4瓦的辐射强迫。在没有任何额外反馈的情况下，每平方米辐射强迫每增加瓦，气候敏感性约为0.25°C(0.45°F)。如产地来源证2浓度大气在工业时代开始时(280 ppm)增加了一倍(达到560ppm)，由此产生的每平方米额外4瓦的辐射强迫将转化为空气温度升高1°C(1.8°F)。然而，还有一些额外的反馈会产生不稳定的影响，而不是稳定的影响(见下文)，这些反馈往往会将气候的敏感性增加到每平方米辐射强迫每增加瓦(0.9至1.8华氏度)之间的某个地方。
水蒸气反馈
与其他温室气体的浓度不同，大气中水蒸气的浓度不能自由变化。相反，它是由低层大气和地表的温度通过一种物理关系确定的克劳修斯——克拉珀龙方程方程以19世纪德国物理学家的名字命名鲁道夫·克劳修斯19世纪法国工程师Émile克拉珀龙。在假定有液态水存在的情况下平衡在大气中，这种关系表明，空气容纳水蒸气容量的增加是空气体积温度升高的函数。这种假设在海洋上相对较好，在那里水资源丰富，但不在各大洲。因此，相对湿度(空气中水蒸气含量相对于其容量的百分比)在海洋地区大约是100%，而在大陆地区要低得多(在干旱地区接近0%)。毫不奇怪，地球低层大气的平均相对湿度与海洋覆盖的地球表面的比例相似(大约70%)。随着地球变暖或变冷，这个量预计将保持大致不变。全球相对湿度的轻微变化可能是由于人类土地利用的改变，如热带森林砍伐和灌溉，会影响陆地的相对湿度，影响范围可达区域范围。
大气中水蒸气的数量会随着大气温度的升高而增加。因为水蒸气是非常强有力的温室气体，甚至比CO更有效2，网温室效应事实上，随着地表变暖，它会变得更强，从而导致更大的变暖。这种积极的反馈被称为“水汽反馈。”这是气候敏感性大大高于先前所述的理论值0.25°C(0.45°F)的主要原因，每平方米辐射强迫增加1瓦。
云反馈
人们普遍认为，随着地球表面变暖，大气中水蒸气含量增加，全球云量也会增加。然而，对近地表空气温度的影响是复杂的。对于低空云，例如海洋层云，云的主要辐射特征是它的辐射反照率．在这里，任何低空云量的增加都与地表冰盖增加的作用大致相同:更多的降雨太阳辐射反射回来，地球表面冷却。反之，云高如参天积云延伸到天空边界的云对流层和平流层，对地表辐射平衡有完全不同的影响。积云的顶部在大气中要高得多，而且比底部更冷。积云顶发出向太空发射的长波辐射比温暖的云底部向下向表面发射的要少。高积云形成的最终结果是地表温度升高。
因此，云对上升表面温度的净反馈在某种程度上是不确定的。它代表了高低云影响之间的竞争，平衡是很难确定的。尽管如此，大多数估计表明，云总体上代表了一种正反馈，从而进一步变暖。
冰反照率反馈
另一个重要的积极气候反馈是所谓的冰反照率反馈。这种反馈源于一个简单的事实，即冰比陆地或水面反射性更强(即反照率更高)。因此，随着全球冰盖的减少，地球表面的反射率下降，更多的入射太阳辐射被地表吸收，地表变暖。这种反馈在全球冰盖相对广泛的情况下更为重要，比如在上一次的高度冰河时代大约在25000年前。在全球范围内，随着地球表面变暖，可供融化的冰相对较少，冰反照率反馈的重要性下降。
碳循环反馈
另一组重要的气候反馈涉及全球碳循环。特别是两个主要的水库碳在气候系统中海洋而陆地上的生物圈．这些水库在历史上占用了大量的人为有限公司2排放。大约50 - 70%被海洋带走，而剩下的则被陆地生物圈所吸收。然而，全球变暖可能会降低这些储层隔离大气CO的能力2．这些储层碳吸收速率的降低将加快CO的速度2在大气中积聚，并代表了对温室气体浓度增加的另一种可能的积极反馈。
在世界海洋中，这种反馈效应可能有几种途径。首先，随着地表水变暖，它们会减少溶解的CO2．第二，如果CO更多2被添加到大气中并被海洋吸收，碳酸氢盐离子(HCO3.- - - - - -)会繁殖，海洋酸度会增加。自从碳酸钙(CaCO3.)会被酸性溶液分解，酸性上升会威胁到吸收碳酸钙的海洋生物3.到他们的骨架或壳。随着这些生物吸收海洋碳的难度越来越大，二氧化碳的排放量也会相应减少效率生物泵有助于维持海洋作为碳汇(如本节所述)二氧化碳)．第三，不断上升的地表温度可能会导致所谓的气候变化放缓温盐环流（看到海洋环流变化)，这是一种全球性的海洋流动模式，它在一定程度上推动了两极附近地表水的下沉，并导致了大部分碳被埋在深海。这种流动的减缓是由于涌入将淡水融化成通常是盐水的条件也可能会导致溶解性泵，它会转移CO2从浅水到更深的水域，效率变得更低。事实上，据预测，如果全球变暖持续到一定程度，海洋将不再是CO的净汇2并将成为净资源。
由于亚马逊等地区的变暖和干燥，大片热带森林消失了植物来隔离大气中的CO2会减少。因此，陆地生物圈虽然目前是碳汇，但将成为碳源。环境温度是影响速度的一个重要因素光合作用在植物中，许多植物物种很好地适应了当地的气候条件，使它们的光合速率最大化。随着温度升高，条件开始超过光合作用和光合作用的最佳温度范围土壤呼吸作用，光合作用的速率会下降。随着死亡植物的分解，微生物代谢活动(CO2来源)会增加，并最终超过光合作用。
在足够的全球变暖条件下，甲烷海洋和陆地生物圈中的碳汇也可能成为甲烷的来源。年甲烷排放量由湿地可能会增加或减少，这取决于温度和养分的输入，湿地可能会从源头转变为汇。由于北极变暖，甲烷的释放也有可能增加永冻层(在陆地上)以及在海洋大陆边缘(海平面以下几百米)进一步释放甲烷。目前大气中甲烷的平均浓度为1750 ppb，相当于35亿吨碳。至少有4000亿吨碳当量储存在北极永久冻土中，还有多达10000亿吨(10万亿吨)碳当量以水合晶体形式被困在海洋的大陆边缘，称为笼状物。尽管潜在排放的数量和速率仍然高度不确定，但据信，这些被困甲烷中的一部分可能会随着进一步的变暖而变得不稳定。