De afgelopen 150 jaar is de aarde opgewarmd doordat de concentratie broeikasgassen in de lucht is toegenomen. Oorzaak is de mens die op grote schaal fossiele brandstoffen verbrandt – kolen, olie, gas. Ook verandert het gebruik van het land. Zo worden bossen gekapt, veenbodems verbrand, en breidt de veestapel uit. Broeikasgassen zitten in de lucht sinds het ontstaan van de aarde. Zonder die gassen zou de aarde een ijzige woestijn zijn met een gemiddelde temperatuur van circa -18 °C, terwijl die tegenwoordig op 15 °C ligt.
Broeikasgassen hebben invloed op het klimaat via de zogeheten stralingsbalans, de balans tussen wat de aarde aan straling ontvangt en wat ze naar het koude heelal uitzendt. De aarde ontvangt zonnestraling. Wat ze uitzendt, is allereerst het deel van de inkomende zonnestraling die wordt weerkaatst, op bijvoorbeeld wolken en ijsvlaktes. Daarnaast is er nog een tweede ‘uitzendpost’: een deel van de inkomende zonnestraling bereikt de aardbodem, wordt geabsorbeerd en weer uitgezonden. Maar de straling die de aarde uitzendt is geen UV of zichtbaar licht – het is straling met een lagere frequentie, ook wel ‘warmtestraling’ genoemd. De crux is dat broeikasgassen, zoals CO, inkomende zonnestraling gewoon doorlaten, maar uitgaande warmtestraling juist absorberen. En vervolgens zenden ze die warmte weer in alle richtingen uit, dus ook terug naar het aardoppervlak. Uiteindelijk gaat alle warmtestraling wel naar de ruimte, maar broeikasgassen houden de warmte dus een tijdje dichtbij het aardoppervlak. Dit alles is te vatten in een rekensom. Als de invallende zonnestraling gelijk is aan de som van de weerkaatste zonnestraling en de door de aarde uitgezonden warmtestraling, is de temperatuur van de aarde constant. Maar vaak is er een disbalans, en een aantal factoren kan daarvoor zorgen – ze worden ‘klimaatforceerders’ genoemd. De zon kan bijvoorbeeld tijdelijk meer straling uitzenden, waardoor de aarde meer energie ontvangt, en opwarmt. In reactie gaat de aarde dan meer warmtestraling uitzenden. Als de zon weer ‘normaal’ brandt. volgt afkoeling. Ook broeikasgassen kunnen voor een disbalans zorgen, als hun concentratie stijgt of daalt. De laatste 150 jaar is sprake van een ongekend snelle stijging. Dit wordt het versterkte broeikaseffect genoemd. De warmtestraling moet door een dikkere ‘deken’ van broeikasgassen en komt er vaker mee in botsing. Daardoor duurt het langer voordat de warmte naar de ruimte uitstraalt. Anders gezegd: het warmteverlies neemt af. Zo ontstaat er een disbalans. Er komt meer energie binnen dan er uitgaat. Met als gevolg dat de aarde opwarmt. Dit blijft doorgaan zolang de concentratie broeikasgassen in de lucht toeneemt. Er kan zich pas een nieuw evenwicht gaan vormen als de mens netto geen broeikasgassen meer uitstoot.