Những tác nhân tự nhiên nào là chính?
Đó là những khí có đặc tính trong suốt đối với ánh sáng nhìn thấy nhưng mờ đục đối với phần lớn bức xạ hồng ngoại do Trái đất phát ra. Tỷ lệ hấp thụ phụ thuộc vào khí được xét theo cấu trúc điện tử của các phân tử tạo nên nó. Bức xạ được hấp thụ khiến các liên kết hóa học dao động hoặc xoay chuyển. Hiện tượng này phụ thuộc vào bản chất của các liên kết, hình học của các phân tử và khối lượng tương đối của các nguyên tử của chúng.
Dù hơi nước chỉ tham gia 0,3% trong thành phần của khí quyển, nó vẫn có thể là khí chính gây hiệu ứng nhà kính. Việc phân tích sự hấp thụ và phát ra bức xạ của hơi nước đã cho thấy nó chịu trách nhiệm khoảng 55% nhiệt độ tăng do hiệu ứng nhà kính. Tuổi thọ của nó trong khí quyển rất ngắn: chưa đầy hai tuần nó được tái chế dưới dạng mưa hoặc tuyết. Loại khí thứ hai có hiệu ứng nhà kính là khí cacbonic (CO2). Mặc dù tăng nhanh do hoạt động của con người, hiện nay nó chỉ chiếm 0,037% khí quyển, tức 370 ppmv, nhưng nó chịu trách nhiệm khoảng 39% hiệu ứng nhà kính. Phần toàn cầu này vẫn gần như không đổi, dù ta có xét đến hay không các đóng góp của người.
Những khí chủ yếu khác có hiệu ứng nhà kính, trong đó mỗi loại chịu trách nhiệm khoảng 2% nhiệt độ tăng tự nhiên, là metan (CH4), nitơ oxit thấp (N2O) Và ozon (O3). Hàm lượng hiện nay của chúng còn thấp hơn: lần lượt là 1,8 ppmv, 0,3 ppmv và 0,03 ppmv.
Cấu hình bốn mặt của phân tử metan tạo cho nó nhiều khả năng dao động hơn so với phân tử khí cacbonic thẳng. Metan (cũng chỉ còn trung bình trong khí quyển chừng mười năm) hấp thụ bức xạ ngoại gấp 43 lần so với khí cacbonic, đối với mỗi ppmv bổ sung.
Nitơ oxit thấp, tương đối bền, không bị sinh khối hoặc các đại dương lấy lại. Nó chỉ bị phân hủy trong khí quyển cao trong vòng nhiều năm: tuổi thọ trung bình của nó trong khí quyển được ước tính khoảng một thế kỷ. Nó hấp thụ bức xạ gấp 253 lần so với khí cacbonic.
Toàn bộ những khí này chịu trách nhiệm làm tăng bức xạ, nghĩa là làm thay đổi bản tổng kết bức xạ của Trái đất do hoạt động của con người - khoảng 3W/m2 từ năm 1850. Sự biến đổi này chiếm khoảng 1% năng lượng nhận được từ Mặt trời.
