人类诞生几百万年以来，以前和自然界矛盾不是很突出。因为那时人类的活动能力，也就是破坏自然的能力很弱，最多只能引起局地小气候的改变。但是工业革命以来情况就不一样了，因为工业化意味着大量燃烧煤和石油，意味着向地球大气排放巨量的废气。其中二氧化碳气体造成大气温室效应，使全球变暖，极冰融化，海平面上升；二氧化硫和氮氧化物可以形成酸雨；氯氟烃气体能破坏高空臭氧层，造成南极臭氧洞和全球臭氧层减薄。此外，工业化排放的污染气体也使人类聚居的城市成了浓度特高的大气污染岛……

　　全球的地面平均温度约为15℃。可是，如果没有大气，根据地球获得的太阳热量和地球向宇宙空间放出的热量相等，可以计算出地球的地面平均温度应为-18℃。因此，这33℃大体就是因为地球有大气，大气像被子一样造成温室效应地球大气中起温室作用的气体称为温室气体，主要有二氧化碳（CO2）、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。它们几乎吸收地面发出的所有的长波辐射，其中只有一个很窄的区段吸收很少，因此称为窗区。地球主要正是通过这个窗区把从太阳获得的热量中的70％又以长波辐射形式返还宇宙空间，从而维持地面温度不变，温室效应主要是因为人类活动增加了温室气体的数量和品种，使这个70％的数值下降，留下的余热使地球变暖的。

　　不过，CO2等温室气体虽然吸收地面长波辐射的能力很强，但它们在大气中的数量却极少。如果把压力为一个大气压、温度为0℃的大气状态称为标准状态，那么把地球整个大气层压缩到这个标准状态，它的厚度是8000米。目前大气中CO2的含量是355ppm，即百万分之355，把它换算成标准状态，将是2.8米厚。在8000米厚的大气中就占这2.8米厚这一点点。甲烷含量是1.7ppm，相应是1.4厘米厚。臭氧浓度是400ppb，换算后只有3毫米厚。一氧化二氮是310ppb，2.5毫米厚。氟里昂有许多种，但大气中含量最多的氟里昂12也只有400ppt，换算到标准状态只有3微米。由此可见大气中温室气体之少。也正因为如此，所以人为释放如不加限制，便很容易引起全球迅速变暖。

　　甲烷是仅次于CO2的重要温室气体。它在大气中的浓度虽比CO2少得多，但增长率则大得多。据联合国政府间气候变化委员会（IPCC）1996年发表的第二次气候变化评估报告（《报告》），从1750-1990年共240年间CO2增加了30％，而同期甲烷却增加了145％。甲烷也称沼气，是缺氧条件下有机物腐烂时产生的。例如水田，堆肥和畜粪等都会产生沼气。一氧化二氮又称笑气，因为吸入一定浓度的这种气体后会引起面部肌肉痉挛，看上去像在发笑一样。主要是使用化肥，燃烧化石燃料和生物体所产生。大气中的臭氧含量，在平流层中虽有减少，但在对流层中是增加的，这在后面还要专门谈到。氟里昂气体是氯、氟和碳的化合物；自然界里本不存在，完全是人类制造出来的。由于它的融点和沸点都比较低，不燃，不爆，无臭，无害，稳定性极好，因此广泛用来制造制冷剂、发泡剂和清洁剂等。地球大气中浓度最高的氟里昂12和氟里昂11含量虽都极少，但过去增长率却很高，都是年增5％。

　　全球平均增温1.0℃-3.5℃不均匀分布于世界各地，而是赤道和热带地区升温不快，升温主要集中在中高纬度地区，数量可达6℃-8℃甚至更大。这一来便引起另一严重后果，即两极和格陵兰的冰盖会发生融化，引起海平面上升。北半球高纬度大陆的冻土带也会融化或变薄，引起大范围地区沼泽化。还有，海洋变暖后海水体积膨胀也会引起海平面升高。IPCC的第一次评估报告中预计海平面上升70-140厘米（相应升温1.5℃-4.5℃），第二次评估报告中比第一次评估结果降低了约25％ （相应升温1.0℃一3.5℃），最可能值为50厘米。IPCC的第二次评估报告还指出，从19世纪末以来的百年间，由于全球平均气温上升了0.3℃-0.6℃，因而全球海平面相应也上升了10-25厘米。

　　全球海平面的上升将直接淹没人口密集、工农业发达的大陆沿海低地地区，因此后果十分严重。CO2增加不仅使全球变暖，还将造成全球大气环流调整和气候带向极地扩展。包括我国北方在内的中纬度地区降水将减少，加上升温使蒸发加大，因此气候将趋干旱化。大气环流的调整，除了中纬度干旱化之外，还可能造成世界其他地区气候异常和灾害。例如，低纬度台风强度将增强，台风源地将向北扩展等。气温升高还会引起和加剧传染病流行等。以疟疾为例，过去5年中世界疟疾发病率已翻了两番，现在全世界每年约有5亿人得疟疾，其中200多万人死亡。

　　但是，温室效应也并非全是坏事。因为最寒冷的高纬度地区增温最大，因而农业区将向极地大幅度推进。CO2增加也有利于植物光合作用而直接提高有机物产量。还有论文指出，在我国和世界历史时期中温暖期多是降水较多、干旱区退缩的繁荣时期，等等。

　　当然，在大气温室效应这个问题上，也有不同意见。例如，过去有些科学家认为目前数值模式还不成熟，计算结果过于夸大；百年升高0.3℃-0.6℃属于正常气候变化，不能证明是大气温室效应所造成，等等。当然这是少数人的意见。

尽管如此，但目前大气中CO2浓度和全球温度正迅速增加，以及温室气体增加会造成全球变暖的原理，都是没有争论的事实。