温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射人地面，而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。在我们的生活中，也有许多利用温室效应的例子。譬如做一间用玻璃盖成的小屋，用来种植花草。太阳照射玻璃时，会使室内温度升高，屋顶及墙壁又能保温，使得花草在冬天或夜晚不会被冻伤。这种利用温室来达到保温的效果，就叫作“温室效应”。
在空气中，氮和氧所占的比例是最高的，它们都可以透过可见光与红外辐射。但是，二氧化碳就不行，它不能透过红外辐射。所以，二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20℃。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。
其实，空气中含有的二氧化碳在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗”的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80%来自人和动、植物的呼吸，20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中，还有5%的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%（体积分数）始终保持不变的原因。
但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。
科学家预测，今后大气中二氧化碳每增加1倍，全球平均气温将上升1.5℃~4.5℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右，气候将明显变暖。因此，气温升高不可避免地使极地冰层部分融解，引起海平面上升。
海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。由于气温升高，将使两极地区冰川融化，海平面升高，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。如果海平面升高1米，直接受影响的土地约5106平方千米，人口约10亿，耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入沿海海拔5米以下地区都将受到影响，这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地，大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，不适于粮食生产。同时，对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后，会造成江水水位抬高，泥沙淤积加速，洪水威胁加剧，使江河下游的环境急剧恶化。
气温升高，还将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频率也将提高，自然灾害加剧。20世纪60年代末，非洲撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草，牲畜被宰杀，饥饿致死者超过150万人。
温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注，目前正在推进制定国际气候变化公约，减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。
四、“圣婴”——厄尔尼诺现象
“厄尔尼诺”一词，来源于西班牙语，原意为“圣婴”。19世纪初，在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家，渔民们发现，每隔几年，从10月至第二年的3月，便会出现一股沿海岸南移的暖流，使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸，本来盛行的是秘鲁寒流，随着寒流移动的鱼群，使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一，但这股暖流一出现，性喜冷水的鱼类就会大量死亡，使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重的时期，往往在圣诞节前后，于是遭受天灾而又无可奈何的渔民，将其称为上帝之子——圣婴。后来，在科学上，此词语用于表示，在秘鲁和厄瓜多尔附近几千千米的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时，大范围的海水温度，可比常年高出3C~6C。太平洋广大水域的水温升高，改变了传统的赤道洋流和东南信风，导致全球性的气候反常。
厄尔尼诺现象，又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内，海洋和大气相互作用后，失去平衡而产生的一种气候现象，是沃克环流圈东移造成的。正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每2~7年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流，就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。
太平洋的中央部分，是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常情况下，太平洋沿南美大陆西侧，有一股北上的秘鲁寒流，其中一部分变成赤道海流，向西移动。此时，沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚，而下层冷海水则在东侧涌升，使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高，这一段海域被称为“赤道暖池”，同纬度东段海温则相对较低。对应这两个海域上空的大气也存在温差，东边的温度低、气压高，冷空气下沉后向西流动；西边的温度高、气压低，热空气上升后，转向东流。这样，在太平洋中部，就形成了一个海平面冷空气向西流，高空热空气向东流的大气环流（沃克环流），这个环流在海平面附近，就形成了东南信风。但有些时候，这个气压差会低于多年平均值，有时又会增大，这种大气变动现象被称为“南方涛动”。
当厄尔尼诺发生时，热带中、东太平洋海温迅速升高，主要降水区由印度尼西亚地区，东移至日界线附近，直接导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地异常多雨。厄尔尼诺还会抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成，使得东北太平洋飓风增多。
另一方面，厄尔尼诺事件，又使热带西太平洋降雨减少，造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚和澳大利亚等地大范围的严重干旱。厄尔尼诺，还会导致加拿大西部、美国北部出现暖冬，使美国南部，冬季潮湿多雨。
厄尔尼诺现象对我国的影响，首先，是台风减少。厄尔尼诺现象发生后，西北太平洋热带风暴（台风）的产生个数，及在我国沿海登陆个数，均较正常年份少；其次，是我国北方夏季易发生高温、干旱。通常在厄尔尼诺现象发生的当年，我国的夏季风较弱，季风雨带偏南，位于我国中部或长江以南地区，我国北方地区的夏季，往往容易出现干旱、高温。1997年，强厄尔尼诺发生后，我国北方的干旱和高温十分明显；第三，是我国南方易发生低温、洪涝。在厄尔尼诺现象发生后的次年，在我国南方，包括长江流域和江南地区，容易出现洪涝，近百年来发生在我国的严重洪水，如1931年、1954年和1998年，都发生在厄尔尼诺年的次年。我国在1998年遭遇的特大洪水，厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一；最后，在厄尔尼诺现象发生后的冬季，我国北方地区容易出现暖冬。根据近50年的气象资料，厄尔尼诺发生后，我国当年冬季温度偏高的几率较大，第二年我国南部地区，夏季降水容易偏多，而北方地区，往往出现大范围干旱。1997至1998年间发生的厄尔尼诺现象，在全球造成严重灾害。当时，墨西哥部分地区，因干旱时间过长，地里甚至会喷发出火焰和烟雾。
厄尔尼诺的形成原因，则是当代科学之谜。大多科学家认为，不外乎两大方面：一是自然因素，赤道信风，地球自转、地热运动等都可能与其有关；也是赤道暖事件剧增的可能原因之一。一般认为，厄尔尼诺现象，是太平洋赤道带大范围内，海洋与大气相互作用失去平衡，而产生的一种气候现象。在东南信风的作用下，南半球太平洋大范围内，海水被风吹起，向西北方向流动，致使澳大利亚附近洋面，比南美洲西部洋面水位，高出大约50厘米。当这种作用达到一定程度后，海水就会向相反方向流动，即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流，是一股暖流，即厄尔尼诺暖流，其尽头为南美西海岸。受其影响，南美西海岸的冷水区，变成了暖水区，该区域降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是：赤道太平洋中、东部海域大范围内，海水温度异常升高，海水水位上涨。
五、“圣女”——拉尼娜现象是怎么回事？
拉尼娜，是指赤道太平洋东部和中部海面温度，持续异常偏冷的现象，是气象和海洋界使用的一个新名词。拉尼娜是，西班牙语——“小女孩，圣女”的意思，是厄尔尼诺现象的反相，表现为东太平洋明显变冷，同时也伴随着全球性气候混乱，它总是出现在厄尔尼诺现象之后。一般情况下，拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来。在出现厄尔尼诺现象的第二年，都会出现拉尼娜现象，有时拉尼娜现象会持续两三年。
最近一次拉尼娜现象，出现在1998年，持续到2000年春季趋于结束。厄尔尼诺与拉尼娜现象，通常交替出现，对气候的影响大致相反，通过海洋与大气之间的能量交换，改变大气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资料看，厄尔尼诺出现频率，多于拉尼娜，强度也大于拉尼娜。拉尼娜常发生于厄尔尼诺之后，但也不是每次都这样。厄尔尼诺与拉尼娜相互转变，需要大约四年的时间。我国海洋学家认为，我国在1998年遭受的特大洪涝灾害，是由“厄尔尼诺一拉尼娜现象”和长江流域生态恶化共同引起的。
那么，拉尼娜究竟是怎样形成的？厄尔尼诺与赤道中、东太平洋海温的增暖、信风的减弱相联系，而拉尼娜却与赤道中、东太平洋海温度变冷和信风的增强相关联。因此，实际上拉尼娜是热带海洋和大气共同作用的产物。海洋表层的运动，主要受海表面风的牵制。信风的存在使得大量暖水被吹送到赤道西太平洋地区，在赤道东太平洋地区，暖水被刮走，主要靠海面以下的冷水进行补充，赤道东太平洋海温，比西太平洋明显偏低。当信风加强时，赤道东太平洋深层海水上翻现象，更加剧烈，导致海表温度异常偏低，使得气流在赤道太平洋东部下沉，而气流在西部的上升运动，更为加剧，有利于信风加强。这进一步加剧赤道东太平洋冷水发展，引发所谓的拉尼娜现象。
历史上出现过的拉尼娜年份有：1954年至1955年，1956年至1957年，1963年至1964年。1968年至1969年的冬季，我国也出现了很严重的低温雨雪异常天气。国家气候中心综合分析了这些年份的气候变化后认为，这个调皮的“小女孩”将对今年春、夏气候产生以下几个方面的影响：春季北方沙尘暴日数，明显增多；全国出现干旱的范围较大，森林火险等级较高；南方发生洪涝灾害的可能性大。
1998年5月厄尔尼诺现象才告结束，全球气候尚未恢复正常，拉尼娜现象，又出来为患，令不少地方分别出现严寒、暖冬、风雪、干旱和暴雨等灾害。从世界范围来看，拉尼娜现象在南部非洲引起暴风雨和洪灾，在肯尼亚和坦桑尼亚引起干旱，在菲律宾和印度尼西亚酿成洪灾，在南美洲的南部地区，则是异常的潮湿天气，与厄尔尼诺引起的现象正好相反。
2008年，我国再次受到拉尼娜的影响，南方出现了四次历史罕见的大范围低温雨雪冰冻天气过程。对南方早稻播种的影响有：华南地区（两广及福建大部）在2月中旬至3月份的早稻播种期天气，华南南部，较常年同期偏差；华南北部，较常年同期偏好，仅在3月中旬前期有2~4天的低温阴雨天气，对早稻播种影响不大，江南地区春播气候条件偏差。台风活动的影响：拉尼娜年，由于热带太平洋海温西暖东冷的结构，使西太平洋暖流区对流活跃，容易造成夏季台风活动偏多，初夏生成台风和汛期，影响我国的台风较为活跃，并有利于北上台风的活动。
六、人类活动对自然环境的影响
人类活动对自然资源的破坏
环境污染加剧
全球每年排放进入大气层的气体，CO2为57亿吨，cH4约2亿吨。排放有害金属铝200万吨，砷7：8万吨，汞1.1万吨、镉5500吨，超出自然背景值的20~300倍。SO2的排放，诱发的酸雨的频度在增加，面积在扩大；空气质量严重下降，全球有8亿人生活在空气污染的城市中；江河湖海的污染日趋严重，淡水匮乏使12亿人口生活在缺水城市，14亿人口在没有废水处理设施下生活；水质污染引发的疾病死亡率已成为人体健康最主要的危害；城市垃圾、污水、船舶废物、石油和工业污染、放射性废物等大量涌入海洋，每年有200亿吨污染物从河流进入海洋，约500万吨垃圾被抛进海洋，在人海口处数万平方千米的臭氧层正在扩大。
森林锐减和物种灭绝
生物多样性的世界正发生着严重的危机。研究表明，在人类活动干扰以前，全世界约有森林和林地60亿公顷。到1954年世界森林和林地面积减少到40亿公顷，其中温带森林减少了32%~33%，热带森林减少了15%~20%。近30年来，世界森林，特别是热带森林的减少速度明显加快，平均每年减少800万公顷。中美洲由1950年的1.15亿公顷减到1983年中0.71亿公顷。非洲森林减少更快，从1950年的9.01亿公顷减至1983年的6.9亿公顷。世界森林的不断减少直接导致生物品种多样化的消失和物种灭绝。据估计，地球上曾经有5亿个物种，目前尚有500万~1000万个物种，其中占压倒多数的是无脊椎动物和植物。一些专家推测，当前每年消失的物种已达数千种之多。森林锐减和生物物种的大量减少对人类社会和经济发展将产生巨大影响。特别是森林植被的大量减少，大大改变了碳、氮等微量元素的源、汇分布，使得微量元素在地球系统中的循环遭到破坏，并迫使其从原有的平衡态向新的平衡态过渡，从而给人类社会和自然生态系统带来巨大影响。
淡水资源短缺