I gas serra sono gas atmosferici che assorbono il calore e quindi re-irradiano il calore. Il processo di assorbimento e irradiamento continuo crea un ciclo che trattiene il calore nell'atmosfera; questo ciclo è chiamato effetto serra. Le attività umane hanno portato all'aumento dei livelli di gas a effetto serra nell'atmosfera, determinando un maggiore effetto serra. L'effetto serra potenziato sta causando una tendenza al riscaldamento globale che disturba gli ecosistemi in tutto il mondo. I gas serra comprendono anidride carbonica, vapore acqueo, metano e protossido di azoto.

Anidride carbonica

Le emissioni di biossido di carbonio umano sono la causa più importante del riscaldamento globale. Circa due terzi del biossido di carbonio causato dall'uomo provengono dalla combustione di combustibili fossili, con un terzo aggiuntivo derivante dalla deforestazione. Il carbonio è immagazzinato nella materia vegetale, come alberi e piante, all'interno delle foreste. I combustibili fossili sono per lo più creati dalla decomposizione anaerobica di materiale vegetale sepolto, di solito nel corso di milioni di anni. Quando i combustibili fossili vengono bruciati e le foreste distrutte, il carbonio immagazzinato viene rilasciato nell'atmosfera sotto forma di anidride carbonica. A partire dal 2011, i livelli di anidride carbonica atmosferica erano circa del 35% superiori al normale e in aumento.

Water Vapor

Il vapore acqueo è il gas serra più comune e quello con il maggiore effetto complessivo su ritenzione di calore atmosferica. A causa del maggiore effetto serra, i livelli di vapore acqueo nell'atmosfera aumentano a causa di un ciclo di feedback positivo. Le condizioni più calde causano un aumento dell'evaporazione dell'acqua, con l'atmosfera più calda in grado di contenere grandi quantità di vapore acqueo. Pertanto, quando le emissioni di gas serra causano riscaldamento, l'aumento dei livelli di vapore acqueo è un effetto secondario. I maggiori livelli di vapore acqueo intrappolano ancora più calore, creando il circuito di feedback.

Methane

Il metano, il componente principale del gas naturale, è un potente gas serra che intrappola circa 20 volte tanto calore come anidride carbonica. Le emissioni atmosferiche di metano si verificano durante la perforazione di gas naturale, l'estrazione di carbone e altri processi industriali. I sistemi digestivi del bestiame producono circa il 35 percento delle emissioni di metano provocate dall'uomo. Alcuni scienziati prevedono che le tendenze al riscaldamento scioglieranno il permafrost artico, con conseguenti grandi rilasci di metano e un ciclo di feedback positivo che accelererà il riscaldamento globale.

Protossido di azoto

L'ossido di azoto esiste in concentrazioni molto più ridotte nell'atmosfera, ma è un gas serra molto efficiente, intrappolando circa 300 volte più calore dell'anidride carbonica. Le emissioni di protossido di azoto umano sono prodotte principalmente dal settore agricolo. Quando i fertilizzanti ricchi di azoto si fanno strada nelle falde acquifere e nei fiumi sotterranei, si rompono per produrre azoto atmosferico, con il protossido di azoto come sottoprodotto. Le emissioni di protossido di azoto causate dall'uomo rappresentano tra il 6 e il 10 percento dell'effetto serra potenziato.