In der Atmosphäre der Erde gibt es seit jeher einen natürlichen Treibhauseffekt. Dieser ist notwendig und gut für das Leben auf der Erde, denn ohne ihn wäre es auf der Erde im Durchschitt etwa 18°C kälter. Der Treibhauseffekt funktioniert folgendermaßen: Wenn Sonnenstrahlen die Erde erreichen, wird die Erdoberfläche erwärmt. Die erwärmte Erdoberfläche sendet aufgrund ihrer Wärme widerrum Wärmestrahlung aus. Ein Teil der von der Erde abgestrahlen Wärmestrahlung wird in der Atmosphäre von darin enthaltenen Gasen, Wasserdampf und Staub reflektiert oder absorbiert.
Es herrscht langfristig immer ein Gleichgewicht zwischen eintreffender Energie der Sonnenstrahlen und Abstrahlung von Wärmestrahlung durch die Erde ins Weltall. Denn trifft mehr Sonnenenergie ein als Wärmestrahlung abgestrahlt wird, erhöht sich die Temperatur der Atmosphäre so lange, bis die Wärmeabstrahlung wieder der eintreffenden Sonnnenergie entspricht.
Das Problem der Globalen Erwärmung besteht nun darin, dass die Zusammensetzung der Gase in der Erdatmospäre durch menschliche Aktivitäten verändert wird. Insbesondere hat sich der Anteil von Gasen, welche überwiegend für den Treibhauseffekt verantwortlich sind (Kohlenstoffdioxid und Methan), in den vergangenen Jahrzehnten nennenswert erhöht. Nun ist unklar, wie sich diese Erhöhung der CO2 und Methan-Konzentration auf die Temperatur der Atmosphäre auswirken wird. Berechnungen zufolge wird sich diese erhöhen, bis die Menge an “durchgelassenen” Wärmestrahlen ins All wieder der eintreffenden Sonnenenergie entspricht.
Die Erwärmung der Atmosphäre der Erde kann für einige Lebensräume erhebliche Nachteile und für die Menschheit aufgrund der Unkalkulierbarkeit erhebliche Risiken mit sich bringen. Eine Veränderung von wesentlichen Parametern kann dazu führen, dass sich Prozesse und Kreisläufe grundlegend ändern. So ist beispielsweise denkbar, dass sich Meeresströmungen ändern könnten.
In Summe könnte die Konsequenz sein, dass es in machen Regionen der Erde deutlich wärmer wird, in anderen Regionen jedoch kälter, da wärmebringende Meeresströmungen nachlassen könnten. Manche Regionen könnten mit mehr Niederschlag rechnen, andere könnten vermehrt unter Trockenheit leiden.
Da Ökosysteme über Jahrhunderte an klimatische Gegebenheiten angepasst haben, besteht die Gefahr, dass mache Ökosysteme einen grundlegenden Wandel infolge von klimatischen Veränderungen aufgrund der Globalen Erwärmung durchlaufen werden. Da das System insgesamt sehr komplex ist sind viele Parameter nicht solide kalkulierbar. Sicher ist, dass eine Veränderung von grundlegenden Parametern in einem System immer die Möglichkeit wesentlicher Änderungen im System mit sich bringt.