不过，二氧化碳等温室气体虽然吸收地面红外辐射的能力很强，但它们在大气中的数量却极少。如果把压力为1个大气压，温度为0℃的大气状态称为标准状态，那么把地球整个大气层压缩到这个标准状态，其厚度是8000米。目前大气中的二氧化碳的含量为355毫升／升，即占总含量的3.55/10000。把它换算到标准状态，将是2.8米厚。在8000米大气中就占2.8米这一点点。甲烷是1.7毫升／升，相应为1.4厘米厚。臭氧浓度为0.4毫升／升，换算后只有3毫米厚。一氧化二氮是0.31毫升／升，仅为2.5毫米。氟里昂有许多种，但大气中含量最多的氟里昂12也只有0.0004毫升／升，换算到标准状态只有3微米。由此可见大气中温室气体含量之少。也正因为如此，所以人为释放如不加限制，便很容易引起全球迅速变暖。
早在1938年，英国气象学家卡林达在分析了19世纪末世界各地零星的二氧化碳观测资料后，就指出当时二氧化碳的浓度已比20世纪初上升了6％。由于他还发现从19世纪末到20世纪中叶也存在全球变暖的倾向，在世界上引起了很大的反响。为此，美国斯克里普斯海洋研究所的凯林于1958年在夏威夷岛的冒纳罗亚山海拔3400米的地方建立起了观测所，开始了二氧化碳含量的精密观测。由于夏威夷位于北太平洋中部，因此可以认为它不受陆地大气污染影响，观测结果有代表性。
根据观测结果，人们了解到1958年时地球大气中二氧化碳含量不过315毫升／升左右，而1991年已达到了355毫升／升。问题的严重性还在于，目前人类每年燃烧55亿吨化石燃料产生的二氧化碳，只有大约一半进入了大气，其余一半主要被海洋和陆地植被所吸收。一旦海洋中二氧化碳达到饱和，大气中二氧化碳的含量将成倍上升。
此外，人们还发现二氧化碳的含量有季节变化，冬夏相差6毫升／升。这是由于北半球广阔大陆上植被冬枯夏荣的结果，即各种植物在夏季大量吸收二氧化碳，因而使大气中二氧化碳的浓度相对降低。
甲烷是仅次于二氧化碳的重要温室气体。它在大气中的浓度虽比二氧化碳少得多，但增长率则大得多。据联合国政府间气候变化委员会1996年发表的第二次气候变化评估报告（《报告》），从1750～1990共240年间二氧化碳增加了30％，而甲烷增加了145％。那么甲烷是什么呢？甲烷也称沼气，是缺氧条件下有机物腐烂时产生的，例如水田、堆肥、畜粪等都会产生沼气。一氧化二氮又称笑气，因为吸入一定浓度的这种气体后会引起面部肌肉痉挛，看上去像在发笑一样。一氧化二氮主要是使用化肥和燃烧化石燃料和生物体所产生。氟里昂气体是氯、氟和碳的化合物。自然界中本不存在，完全是人类制造出来的。由于它的融点和沸点都比较低，不燃、不爆、无臭无害，稳定性极好，因此广泛用来制造致冷剂、发泡剂和清洁剂等。地球大气中浓度最高的氟里昂12和氟里昂11含量虽都极少，但增长率很高，都是年增5％。不过由于它同时破坏大气臭氧层，根据1987年国际《蒙特利尔议定书》，今后可望逐渐减少。
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