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温室气体是大气中吸收和发射热红外范围内辐射的气体。这一过程是温室效应的根本原因。地球大气中常见的温室气体包括水蒸气、二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和臭氧。在我们的太阳系中，金星、火星和土卫六的大气中也含有导致温室效应的气体。温室气体极大地影响地球的温度;如果没有它们，地球表面将比现在平均低33°C(59°F)。

自1750年左右工业时代开始以来，人类活动增加了大气中温室气体的含量。IPCC编写的2007年评估报告指出，“大气中温室气体和气溶胶、土地覆盖和太阳辐射浓度的变化改变了气候系统的能量平衡”，并得出结论说，“自20世纪中期以来，人为温室气体浓度的增加很可能是导致全球平均气温上升的主要原因”。