然而，许多人还不曾知道，在加剧地球温室效应方面，二氧化碳还有一支由许多气体组成的强大同盟军，它们正以极快的速度在大气中积累，并在加剧温室效应的步伐，从而加快了对地球气候的影响。
这支队伍是由甲烷、氟氯烃、氧化亚氮、三氯乙烷、四氯化碳等种气体组成的。由于它们在大气中的浓度很低，故这类气体又被称为“微量气体”。尽管它们的量是如此微小，但在加剧温室效应方面所起的作用却是不可低估的。
温室气体的增加，加强了温室效应，是造成全球暖化的主要原因，已成为世界各国家的共识，也是一种全球性的污染。
二氧化碳
二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。分子式为CO2。
17世纪初，比利时化学家范·海尔蒙特在检测木炭燃烧和发酵过程的副产气时，发现二氧化碳。1773年，拉瓦锡把碳放在氧气中加热，得到被他称为“碳酸”的二氧化碳气体，测出质量组成为碳23.5%~28.9%，氧71.1%~76.5%。1823年，迈克尔·法拉第发现，加压可以使二氧化碳气体液化。1835年，制得固态二氧化碳（干冰）。1884年，在德国建成第一家生产液态二氧化碳的工厂。
在自然界中二氧化碳含量丰富，为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些天然气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。大气里含二氧化碳为0.03%~0.04%（体积比），总量约2.75×1012吨，主要由含碳物质燃烧和动物的新陈代谢产生。在国民经济各部门，二氧化碳有着十分广泛的用途。二氧化碳产品主要是从合成氨制氢气过程气、发酵气、石灰窑气、酸中和气、乙烯氧化副反应气和烟道气等气体中提取和回收，目前，商用产品的纯度不低于99%（体积）。
二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20℃。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球温度逐步升高，形成“温室效应”。
人每天都要通过吸进氧气、呼出二氧化碳来维持生命。同时，二氧化碳也是地球上一切绿色生物赖以生存的物质之一。
大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。据估计，如果没有大气，地表平均温度就会下降到-23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提高38℃。
人类释放的二氧化碳空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗”的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80％来自人和动、植物的呼吸，20％来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5％的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分的0.03%（体积分数）而始终保持不变的原因。
在空气中，氮和氧所占的比例是最高的，它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行，它不能透过红外辐射。所以，二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20℃。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。其中二氧化碳约占75％、氯氟代烷占15%～20％，此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。
全世界二氧化碳排放的总量已超过200亿吨，其中汽车的排放量约占10％～15％。
如果二氧化碳含量比现在增加1倍，全球气温将升高3℃～5℃，两极地区可能升高10℃，气候将明显变暖。气温升高，将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频率也将提高，自然灾害加剧。更令人担忧的是，由于气温升高，将使两极地区冰川融化、海平面升高，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。20世纪60年代末，非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草，牲畜被宰杀，饥饿致死者超过150万人。
因此，必须有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增长，科学使用燃料，加强植树造林，绿化大地，防止温室效应给全球带来的巨大灾难。
科学家预测，今后大气中二氧化碳每增加1倍，全球平均气温将上升1.5℃～4.5℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此，气温升高不可避免地使极地冰层部分融解，引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1米，直接受影响的土地约5×106平方千米，人口约10亿人，耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入，沿海海拔5米以下地区都将受到影响，这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地，大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，不适于粮食生产。同时，对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后，会造成江水水位抬高，泥沙淤积加速，洪水威胁加剧，使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注，目前正在推进制订国际气候变化公约，减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。
科学家预测，如果我们现在开始有节制地对树木进行采伐，到2050年，全球暖化会降低5%。
二氧化碳在新鲜空气中含量约为0.03%。人生活在这个空间，不会受到危害，如果室内聚集着很多人，而且空气不流通，或者室内有煤气、液化石油气及煤火炉燃烧，使空气中氧气含量相对减少，产生大量二氧化碳，室内人员就会出现不同程度的中毒症状。关于二氧化碳在室内空气中最大允许含量，各国尚无统一规定，日本规定室内空气中二氧化碳含量为0.15%时为换气标准。
甲烷
甲烷，最简单的烃（碳氢化合物），化学式CH4。在标准状态下是一无色气体。主要来源为天然湿地（沼泽、苔原等）、水稻田、反刍动物、煤炭开采、海洋湖泊和其他生物活动场所、CH4水合物的失稳分解等。吸收红外线辐射，影响对流层中O3及OH的浓度，影响平流层中O3和H2O的浓度，产生CO2。
甲烷是天然气的主要成分，约占了87%。在标准压力的室温环境中，甲烷无色、无味；家用天然气的特殊味道，是为了安全而添加的人工气味，通常是使用甲硫醇或乙硫醇。在1大气压力的环境中，甲烷的沸点是-161℃。空气中的瓦斯含量只要超过5%～15%就十分易燃。液化的甲烷不会燃烧，除非在高压的环境中（通常是4～5大气压力）。中国国家标准规定，甲烷气瓶为棕色，白字。甲烷并非毒气，然而，其具有高度的易燃性，和空气混合时也可能造成爆炸。甲烷和氧化剂、卤素或部分含卤素的化合物接触会有极为猛烈的反应。甲烷同时也是一种窒息剂，在密闭空间内可能会取代氧气。若氧气被甲烷取代后含量低于19.5%时可能导致窒息。当有建筑物位于垃圾掩埋场附近时，甲烷可能会渗透入建筑物内部，让建筑物内的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建筑物在地下室设有特别的回复系统，会主动捕捉甲烷，并将之排出至建筑物外。
甲烷是在缺氧环境中由产甲烷细菌或生物体腐败产生的，沼泽地每年会产生150Tg、消耗50Tg，稻田产生100Tg、消耗50Tg，牛羊等牲畜消化系统的发酵过程产生100~150Tg，生物体腐败产生10~100Tg，合计每年大气层中的甲烷含量会净增350Tg左右。它在大气中存在的平均寿命在8年左右，可以通过下面的化学反应：CH4+OH—>CH3+H2O消耗掉，而用于此反应的氢氧根（OH—）的重量每年就达到500Tg。
甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
甲烷是很有意思的温室气体。许多人可能没听过，然而它竟是使人类造成气候变迁的第二大温室气体。大家可能都听过二氧化碳，而甲烷是影响强大且在短期内就举足轻重的。德国核物理研究所的科学家经过试验发现，植物和落叶都产生甲烷，而生成量随着温度和日照的增强而增加。另外，植物产生的甲烷是腐烂植物的10~100倍。他们经过估算认为，植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10％~30％。
碳氢化合物
由碳和氢两种元素组成的有机化合物称为碳氢化合物，又叫烃。它和氯气、溴蒸汽、氧等反应生成烃的衍生物，不与强酸、强碱、强氧化剂（例如高锰酸钾）反应。如甲烷和氯气在见光条件下反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷（四氯化碳）等衍生物。在烃分子中碳原子互相连接，形成碳链或碳环状的分子骨架，一定数目的氢原子连在碳原子上，使每个碳原子保持4价。烃的种类非常多，结构已知的烃在2000种以上。烃是有机化合物的母体，其他各类有机化合物可以看做是烃分子中1个或多个氢原子被其他元素的原子或原子团取代而生成的衍生物。
烃是化学家发明的字，就是用“碳”的声母加上“氢”的韵母合成一个字，用“碳”和“氢”两个字的内部结构组成字形，烃类是所有有机化合物的母体，可以说所有有机化合物都不过是用其他原子取代烃中某些原子的结果。
氟氯碳化合物（CFCs）：目前以CFC—11，CFC—12，CFC—113为主。使用于冷气机、电冰箱的冷媒、电子零件清洁剂、发泡剂，是造成温室效应的气体。吸收红外线辐射，影响平流层中O3的浓度。
每年，全世界排放的碳氢化合物总量约为185830万吨。其中，甲烷是最大的天然来源，排放量占总排放量的86％；另一重要天然源，是植物排出的，占总量的9.15％。这些物质排放量虽大，但由于它分散在广阔的大自然中，并未构成对环境的直接危害。但是，1978～1987年，在低层大气中，世界范围内的甲烷浓度已上升11％，这会强化温室效应。
碳氢化合物的人为来源，主要是燃料的不完全燃烧和溶剂的蒸发。美国1970年的碳氢化合物排放总量是3500万吨。其中，汽车排放量1670万吨，占47.7％；工业企业排放550万吨，占15.7％；有机溶剂的蒸发为310万吨，占8.9％。由此看来，汽车尾气是产生碳氢化合物的主要污染源。
相对而言，许多碳氢化合物比较低毒，只有乙烯对植物直接有害；甲醛和丙烯醛有催泪作用；碳氢化合物常和含氮化合物协同作用，产生光化学雾，从而造成很大危害。
氯氟碳化合物，它们在对流层中也是化学惰性的，但也可在同温层中利用太阳辐射光解掉或和活性碳原子反应消耗掉。
不可忽视的氟污染
我国新疆东疆某煤矿患腰腿关节痛者甚多，并有四肢无力、骨关节功能障碍等症状。北疆某垦区部分团场中学生斑釉齿达95％以上，成人中也有相当多的骨关节病症，牲畜中则常见有厌食、牙齿磨损和早期脱落等病患。
祸根在哪里呢？经科技人员深入调查研究才发现，罪魁祸首是“氟”。
氟是自然界中普遍存在的一种微量元素。元素符号：F。元素类型：非金属。
氟属于卤素的在化合物中显-1价的非金属元素，通常情况下氟气是一种浅黄绿色的、有强烈助燃性的、刺激性毒气，是已知的最强的氧化剂之一。氟气密度1.69克/升，熔点-219.62℃，沸点-188.14℃，化合价-1，氟的电负性最高，电离能为17.422电子伏特，是非金属中最活泼的元素，氧化能力很强，能与大多数含氢的化合物如水、氨和除氦、氖外一切无论液态、固态或气态的化学物质起反应。氟气与水的反应很复杂，主要氟化氢和氧，以及较少量的过氧化氢、二氟化氧和臭氧产生，也可在化合物中置换其他非金属元素。可以同所有的非金属和金属元素起猛烈的反应，生成氟化物，并发生燃烧。有极强的腐蚀性和毒性，操作时应特别小心，切勿使它的液体或蒸气与皮肤和眼睛接触。
氟是人和动物身体发育过程不可缺少的微量元素之一。但如果氟含量过剩，又能影响人、动物和植物的正常生长。经查证：新疆某煤矿和垦区人体氟中毒，就是因开采高氟煤层污染环境和开发利用高氟地下水，使饮水氟含量超标几倍甚至十几倍所致。
氯氟碳化合物对臭氧层有破坏作用。部分使用后的氯氟碳化合物升到同温层。由于其低活跃性、低生物降解性及不溶于水，氯氟碳化合物很难被分解。氯氟碳化合物在太阳的紫外线照射下会分解出氯气自由基，破坏臭氧。由于此等破坏是连锁反应，故威力相当惊人。据估计，1个氯原子可以破坏近10万个臭氧分子。
由于氯氟碳化合物对臭氧层的破坏日益严重，故多个国家于1987年9月于加拿大蒙特利尔签署《蒙特利尔议定书》，分阶段限制氯氟碳化合物的使用。由1996年1月1日起，氯氟碳化合物正式被禁止生产。因此，氯氟碳化合物可被碳氢化合物取代，虽然不会破坏臭氧层，但具有一定的易燃性和毒性。
具有间接温室效应的气体
温室气体除了二氧化碳、臭氧、甲烷、碳氢化合物、氯氟碳化合物几种主要气体外，还有一些间接性的温室气体，例如一氧化二氮（N2O）。
与二氧化碳相比，虽然N2O在大气中的含量很低，但其单分子增温潜势却是二氧化碳的310倍；对全球气候的增温效应在未来将越来越显著，N2O浓度的增加，已引起科学家的极大关注。目前，对这一问题的研究，正在深入进行。
一氧化二氮，无色有甜味气体，又称笑气，是一种氧化剂，化学式N2O，在一定条件下能支持燃烧，但在室温下稳定，有轻微麻醉作用，并能致人发笑，能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸。其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。该气体早期被用于牙科手术的麻醉。需要注意的是，一氧化二氮是一种强大的温室气体，它所能造成的温室效应的效果是二氧化碳的296倍。
一氧化二氮的主要安全隐患在于，它是一种有分解性的麻醉剂，而且通常以加压液化的形式储存。在正常储存时，它是很稳定的，使用起来也很安全。但是如果错误地使用，它会很容易分解而且很有可能爆炸。液态的一氧化二氮是有机物的良好溶剂，不过用它制成溶液有可能会生成一些对外界刺激敏感的爆炸性物质。一部分火箭事故由于一氧化二氮被燃料污染而发生，少量的一氧化二氮和燃料的混合物发生爆炸，随即引起剩余一氧化二氮的爆炸性分解。
一氧化二氮是一种具有温室效应的气体，是《京都议定书》规定的6种温室气体之一。N2O在大气中的存留时间长，并可输送到平流层，同时，N2O也是导致臭氧层损耗的物质之一。
汽车排放氧化氮气
在自然条件下，一氧化二氮主要从土壤和海洋中排出。人类在耕作、生产、使用氮肥、生产尼龙，还有燃烧化石燃料和其他有机物的过程中增加了一氧化二氮的排放量。它是一种助燃剂。最初是用在帮助“二战”时德军飞机迅速逃离战场，现今用于改装汽车上，用于直线加速。
一氧化二氮在大气层中的存在寿命是150年左右，尽管在对流层中是化学惰性的，但是可以利用太阳辐射的光解作用在同温层中将其中的90％分解，剩下的10％可以和活跃的原子氧反应而消耗掉。即使如此，大气层中的N2O仍以每年0.5~3Tg的速度净增。
氮氧化物，当然也包括一氧化二氮，是一类温室气体。因此，氮氧化物是控制温室气体排放时的主要对象。一氧化二氮本身是排在二氧化碳、甲烷之后的第三大温室气体。
臭氧
臭氧是大气中的微量气体，是一种具有微腥臭、刺激性、浅蓝色的气体，主要密集在离地面20～25千米的平流层内，科学家称之为臭氧层。臭氧层好比是地球的“保护伞”，阻挡了太阳99％的紫外线辐射，保护地球上的生灵万物。
臭氧分子式为O3，是氧气的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。它是氧元素的一种形式，它的每个分子均含3个原子，正常的氧分子则含2个原子。臭氧在平流层通过一个称之为光解过程的太阳辐射对氧分子的作用而形成。氧分子分裂形成氧原子，随后氧原子与氧分子结合产生臭氧。
臭氧三角形结构臭氧主要存在于距地球表面20千米的同温层下部的臭氧层中，含量约50毫克/千克。它吸收对人体有害的短波紫外线，防止其到达地球。O2经紫外光照射而得。在大气层中，氧分子因高能量的辐射而分解为氧原子，而氧原子与另一氧分子结合，即生成臭氧。臭氧又会与氧原子、氯或其他游离性物质反应而分解消失。由于这种反复不断的生成和消失，乃能使臭氧含量维持在一定的均衡状态，而大气中约有90%的臭氧存在于离地面15~50千米之间的区域，也就是平流层。在平流层的较低层，即离地面20~30千米处，为臭氧浓度最高之区域，是为臭氧层，臭氧层具有吸收太阳光中大部分的紫外线，以屏蔽地球表面生物不受紫外线侵害之功能。
臭氧的自然破坏是通过由氧、氮、氯、溴和氢参与的一系列催化过程造成的。
因臭氧反应活性强，是强氧化剂，对植物、动物及很多结构材料如塑胶、橡胶有害。它还会伤害肺组织，严重会导致肺出血而死亡，因此，当空气中臭氧含量过高时，一般建议老人和幼儿不宜于户外作剧烈运动，以免吸入过量臭氧。低层空气中臭氧有时被称为“有害的”臭氧，主要源于汽车排气中二氧化氮的光化学分解。由于工业和汽车废气的影响，尤其在大城市周围农林地区，在地表臭氧会形成和聚集。地表臭氧对人体，尤其是对眼睛、呼吸道等有侵蚀和损害作用。地表臭氧也对农作物或森林有害。与“有害的”臭氧相反，“有益的”臭氧存在于地球大气层的中气层（平流层上部），又称光化层，覆盖着地球表面，阻隔大部分破坏生物组织的太阳紫外线辐射。而稀薄的臭氧会给人以清新的感觉，因此，在大雷雨后，空气总是特别清新。
臭氧具有强烈的刺激性，吸入过量对人体健康有一定危害。它主要是刺激和损害深部呼吸道，并可损害中枢神经系统，对眼睛有轻度的刺激作用。当大气中臭氧浓度为0.1毫克/立方米时，可刺激鼻和喉头黏膜；臭氧浓度在0.1~0.2毫克/立方米时，引起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化，同时刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低。臭氧浓度在2毫克/立方米以上可引起头痛、胸痛、思维能力下降，严重时可导致肺气肿和肺水肿。此外，臭氧还能阻碍血液输氧功能，造成组织缺氧；使甲状腺功能受损、骨骼钙化；还可引起潜在性的全身影响，如诱发淋巴细胞染色体畸变，损害某些酶的活性和产生溶血反应。臭氧超过一定浓度，除对人体有一定毒害外，对某些植物生长也有一定危害。臭氧还可以使橡胶制品变脆和产生裂纹。
大自然很容易产生臭氧，在打雷闪电时会产生几十万伏的高压电，电离空气及有机物形成臭氧。臭氧能于短时间内将空气中的浮游细菌消灭，并能中和、分解毒气，去除恶臭。因此，臭氧可用于净化空气、饮用水，杀菌，处理工业废物和作为漂白剂。
自从1970年初以来，作为大气中的微量气体，臭氧从只为少数科学家关注变成一个全球性突出问题。由于这些科学家展示了大气臭氧的正常浓度受到了人类活动的冲击，才导致了这一变化。臭氧的减少是根据WMO的全球臭氧观测系统自1950年中期以来150多个观测站及最近15年中为数不多的专业卫星收集的资料发现的。通过大量的实验室研究、外场测量和理论研究，已确认了许多人造的化合物与这些臭氧减少的关系。根据这方面的资料，各国响应联合国环境署（UNEP）的号召签署了第一个保护臭氧层公约。
我们呼吸的空气99％是氮（78％）和氧（21％）。数百万年来这样的比例始终保持来变。一些稀有成分，如水汽、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧和惰性气体（如氩、氦、氖），在空气中的体积比例不足1％。平均而言，每1000万个空气分子中只有3个臭氧分子。如果将大气中所有的臭氧移至地球表层，其厚度大约仅为3毫米。
不同地点的大气柱中臭氧总量是不一样的，它主要取决于大尺度大气动力学。
虽然臭氧分子十分的稀有，但它在我们地球生命中发挥了重要的作用。它们吸收有害的太阳紫外辐射（波长比320纳米左右还短），保护我们及所有其他动物和植物免受伤害。臭氧基本上也决定了平流层（10～15千米）的热结构，在平流层中温度随高度增加而升高。
一方面太阳能量生产出新的臭氧，另一方面这些气体分子不断地被一些含氧、氮、氢和氯或溴的天然化合物所破坏。这些化学物质早在人类开始污染大气之前即已在平流层中存在。臭氧氮化合物来自土壤和海洋，氢主要来自大气中水汽，氯和溴则以甲基氯化物和甲基溴化物的形成来自海洋。目前，人类已开始扰乱臭氧脆弱的生成和破坏之间的平衡。通过向大气排放额外的含氯和含溴的化学物质（如氯氟化碳），人们增强了对臭氧的破坏，导致平流层中臭氧浓度降低。臭氧减少后，到达地面的太阳辐射就会增多，获得的热量多，地面白天的温度就会上升，同时地面向外辐射能量的也多，也就是说大气吸收地面的热量也同时增加，这样在夜晚时大气通过逆辐射返回给地面的热量也增多了，温室效应也就加剧了。
在大气的低层（地表至10~12千米），称之为对流层，则正在发生相反的过程。在北半球中纬度地区，主要由于燃烧过程，对流层的局地臭氧浓度在过去100年中已增加1倍以上。对流层臭氧的这一增加不能补偿平流层臭氧的耗减，但这变化会影响地球大气系统的辐射平衡。
臭氧问题已在联合国50周年纪念中提出，因为它代表了一个成功的环境例子。要掌握臭氧的变化及保护臭氧所需的措施，均需要全世界的科学家、政府和工业部门的合作；需要在WMO和UNEP的协调下，各国在与联合国专门机构如联合国开发计划署、世界银行及其他国家和国际组织的合作中共同作出努力。
大气对太阳辐射的削弱作用
大气对太阳辐射的削弱作用包括大气对太阳辐射的吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时，0.29微米以下的紫外线几乎全部被吸收，在可见光区大气吸收很少。在红外区有很强的吸收带。大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水，其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和尘埃等。云层能强烈吸收和散射太阳辐射，同时还强烈吸收地面反射的太阳辐射。云的平均反射率为0.50～0.55。
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