在地球大气中，二氧化碳等温室气体能够吸收地面发出的（长波）辐射热量，并部分返还地面，因而使地球温度升高。这称为大气温室效应。因为温室气体使地球增温的作用很像玻璃使玻璃（花卉）温室增温一样。据理论计算，如果没有地球大气，全球地面平均温度将是零下18.5℃而现在约为15℃。因此大气温室效应使地球平均温度上升了33.5℃之多。
人类自从诞生的二三百万年来，一直和自然界合谐相处、相安无事。可是，工业革命开始之后，大量燃烧矿物燃料，向大气排放了巨量的二氧化碳等温室气体，使地球大气返还给地面的热量日渐增多。也就是：大气温室效应的增强导致了全球变暖。
由于全球变暖尤以高纬度极地增温为最大，因此将造成极冰融化，海平面上升，全球变暖还使全球极端气候事件和自然灾害显著增多，它们将严重影响全球经济可持续发展。为此，联合国1992年在巴西召开了国际环境发展大会。会上通过的《气候变化框架公约》就是为了共同限制温室气体的排放。可是事情的发展并不顺利，其中主要原因是，温室气体排放量占全球四分之一的美国自从布什政府上台后，就以“美国出现经济滑坡，限制温室气体排放对美国经济发展不利”的一己私利为理由，宣布拒绝执行刚刚通过艰苦谈判已经达成具体减排协议的《京都议定书》。无奈之下，2001年9月，除美国外的其他国家撇开美国缔结了《京都议定书》。美国受到了空前的孤立。
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