1.3.3 温室效应
宇宙中任何物体都会辐射电磁波，物体温度越高，辐射的波长越短。太阳表面温度约6000K，它发射的电磁波长很短，称为太阳短波辐射。地面在接受太阳长波辐射而增温的同时，也时刻向外辐射电磁波而冷却。地球发射的电磁波称为地面长波辐射。短波辐射和长波辐射在经过地球大气时的遭遇是不同的：大气对太阳短波辐射几乎是透明的，却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时也向外辐射波长更长的长波辐射（因为大气的温度比地面更低），其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受逆辐射后就会升温，大气对地面起到了保温作用，这就是温室效应原理。全球的地面平均温度约为15℃，如果没有大气，地球获得的太阳热量和地球向宇宙空间放出的热量相等，地球的地面平均温度应为-18℃。这33℃的温差就是因为地球有大气，造成温室效应。
地球大气中起温室作用的气体主要有CO2、CH4、O3、N2O、氟利昂以及水汽等。化石能源的广泛利用产生了大量CO2，而生态循环中用以化解CO2的绿色植物链远远不能满足能源消耗所带来CO2的要求，因而导致CO2在大气中的含量不断增加，温室效应不断加剧。
温室效应破坏地球热交换的平衡，使得地球的平均温度上升幅度增加，影响整个水循环过程，使蒸发加大，可能改变区域降水量和降水分布格局，增加降水极端异常事件的发生，导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加，使地表径流发生变化。预测到2050年，高纬度地区和东南亚地区径流将增加，中亚、地中海地区、南非、澳大利亚呈减少的趋势。对我国而言，七大流域天然年径流量整体呈减少趋势。长江及其以南地区年径流量变幅较小，淮河及其以北地区变幅较大，以辽河流域增幅最大，黄河上游次之，松花江最小。全球变暖使我国各流域年平均蒸发增大，其中黄河及内陆河地区的蒸发量将可能增大15%左右。
温室效应带来的气候变化可能带来许多不利影响，如：大部分热带、亚热带地区和多数中纬度地区普遍存在作物减产的可能；对许多缺水地区的居民来说，水的有效利用降低，特别是亚热带区；受到传染性疾病影响的人口数量增加，热死亡人数也将增加；大暴雨事件和海平面升高引起的洪涝灾害，将危及许多低洼和沿海居住区；由于夏季高温而导致用于降温的能源消耗增加。