溫室效應是指地球大氣層中的某些氣體能夠吸收和重新散射由地球表面向外輻射的熱量，從而導致地球表面溫度上升的現象，這些氣體稱為溫室氣體。
在白天，太陽輻射中的可見光和短波紫外線能夠穿過大氣層，照射到地球表面，地表吸收這些輻射並轉化為熱能。而地球表面釋放的熱能則以波長較長的紅外線輻射的形式返回大氣層。此時，溫室氣體就發揮作用了。它們吸收部分地表釋放的熱能，然後重新向地表輻射這些能量。這種過程使得地球表面溫度上升，維持著適宜的生命存在條件。
然而，隨著人類活動的增加，大量的溫室氣體被排放到大氣中，使得地球大氣中溫室氣體的濃度增加，這導致了更多來自地表的紅外線被大氣層吸收和重新散射，使得地球表面溫度逐漸升高，造成全球氣候變暖的現象。
全球暖化潛勢 (Global Warming Potential, GWP) 用來衡量不同溫室氣體對全球暖化的影響程度的指標。作法是將特定氣體的溫室效應與二氧化碳（CO2）相比較，以CO2的溫室效應為基準(GWP=1)，評估其他溫室氣體的相對影響力，例如，甲烷（CH4）的GWP約為25，這意味著一公斤的甲烷對於全球暖化的潛力比一公斤的CO2高出約25倍。
GWP值越高，表示該氣體對全球暖化的影響越大，實際的GWP計算和這些因素有關：
· 特定溫室氣體對於紅外線的吸收能力
· 特定溫室氣體吸收光譜波長的範圍
· 特定溫室氣體在大氣中的壽命
主要的溫室氣體種類：
二氧化碳（CO2, GWP = 1）：二氧化碳是最重要的溫室氣體之一，主要來源包括燃燒化石燃料（如煤、石油和天然氣）、森林砍伐和土地利用變化。人類活動是二氧化碳排放的主要原因，對全球氣候變化有著重大影響。
甲烷（CH4, GWP ≒ 25）：甲烷是另一種重要的溫室氣體，也是天然氣的主要成分。主要來源包括燃燒化石燃料、牧場和農田排放、沼澤地、生物降解和垃圾填埋。儘管甲烷排放量較二氧化碳低，但它的全球暖化潛勢比二氧化碳高。
一氧化二氮（N2O, GWP ≒ 298）：一氧化二氮是由農業活動（如化肥使用和動物糞便）以及燃燒化石燃料和固體廢棄物產生的。它的全球暖化潛勢比二氧化碳高得多，並且對臭氧層的破壞也有一定的影響。
氟氯碳化合物（CFCs, GWP ≒ 4660~13900）：氟氯碳化合物是人造的氣體，主要用於冷凍劑、發泡劑和噴霧劑。它們具有高溫室效應並對臭氧層有破壞性作用，因此在1987年的《蒙特婁議定書》中被禁止使用。
氫氟氯碳化合物（HCFCs, GWP ≒ 59~1980）和氫氟碳化合物（HFCs , GWP ≒ 92~14800）：這些氣體組合物主要用於替代CFCs，因其對臭氧層的破壞性較低。然而，它們具有高全球暖化潛勢，對全球氣候變化有重要影響。
溫室氣體相關協議：
京都議定書
為了應對全球氣候變化，國際社會制定了多項協議和議定書。其中，京都議定書是一個重要的國際環保協議，於1997年在日本京都市簽訂。該議定書的目標是在2008年至2012年期間，減少工業國家的溫室氣體排放。
根據京都議定書，工業國家承諾設定具體的溫室氣體減排目標，並實施相應的政策措施。這些國家應該在一定期限內減少特定溫室氣體的排放量，並接受監測和報告的要求。京都議定書確立了一套「排放權交易」的機制，讓國家之間可以交換和買賣溫室氣體排放權。這意味著一些國家可以從其他國家購買排放權，以達到整體減排目標。不過，京都議定書於2020年結束，並被巴黎協定所取代。
巴黎協定
巴黎協定於2015年簽訂，旨在進一步應對氣候變化並實現全球溫室氣體排放的長期減少。與京都議定書相比，巴黎協定更具靈活性，要求各國根據自身情況制定減排目標。此外，協定還強調了提供資金和技術支持給發展中國家，幫助他們應對氣候變化和實現可持續發展。在巴黎協定下，溫室氣體排放的監測、報告和核查機制也更加強化。各國需要定期報告自身的減排進展和措施，並接受國際審查。
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