听到“温室气体”这个词时，大多数人会立刻想到二氧化碳。事实上，目前对地球迅速变化的气候影响最大的温室气体正是二氧化碳。但造成影响的远不止它一种。要减缓气候变化，就必须能够比较各种导致地球变暖的气体所产生的影响。
但这并不容易。
温室气体不仅来源不同、所需的管控措施各异，它们捕获太阳热量的强度、进入大气后的存留时间、与其他气体的反应方式以及最终从空气中清除的过程也都各不相同。这些差异使研究人员和政策制定者最希望做到的事情变得不可能：找到一个简单的换算系数，以便对它们进行精确比较。
先来看最极端的例子：氯氟烃（CFC）。按单位质量计算，氯氟烃进入空气后造成的变暖效应可能是二氧化碳的1万多倍。所幸，一项名为《蒙特利尔议定书》的国际协议于1987年禁止了氯氟烃的使用——禁令并非源于其惊人的变暖潜力，尽管当时也将这一点视为次要原因；主要原因是人们发现，氯氟烃是地球臭氧层迅速加剧破坏的首要原因，而臭氧层能保护地球免受可导致癌症的危险强度紫外线辐射。
已退出舞台
麻省理工学院环境研究李·马丁与杰拉尔丁·马丁教授 Susan Solomon 表示，如果氯氟烃没有逐步淘汰，“如今它们早已是全球变暖的重要推手”。她说，如果现在仍以淘汰前的速度使用氯氟烃，它们对地球温室效应的贡献将约为二氧化碳的三分之一；而二氧化碳仍远远是贡献最大的气体。
她说，作为比较，《京都议定书》（现已由2015年《巴黎协定》取代）提出了一系列旨在减少全球温室气体排放的措施，使“碳当量”排放每年总计减少约20亿吨；而淘汰氯氟烃迄今已消除相当于这一数字五倍的排放——估计每年减少100亿吨碳当量气体。
如今，人为温室效应的第二大来源是甲烷，它是天然气的主要成分。甲烷刚释放时，其效力约为二氧化碳的100倍，但它在大气中的存留时间短得多——约十年，而二氧化碳会在大气中停留数百年。以20年为期计算，甲烷的“温室气体当量”约为二氧化碳的72倍；但以100年为期时，这一当量会降至仅25倍。
甲烷有多个来源，其中一些相对难以测量。例如，天然气井、储存设施和输送系统的泄漏是重要来源。但这类泄漏情况变化很大，且取决于井的建造方式和基础设施维护系统等因素；这些信息有时属于专有信息，因此泄漏规模一直备受争议。其他来源，例如与湿地、森林砍伐和牛相关的排放，也难以准确测量。
计入动态变化
麻省理工学院数据、系统与社会研究所能源研究大西洋理查德森职业发展副教授 Jessika Trancik 表示，与二氧化碳相比，甲烷在大气中的动态过程大不相同，因此依赖常用的传统单一系数比较方法可能会产生误导。相反，她和合作者在2014年的一篇研究论文中提出，并于2016年进一步阐述了这一观点：应根据具体的气候减缓目标，采用衡量不同气体相对影响的方法。例如，比较的时间范围可以依据特定的稳定化目标来确定。
比较温室气体的常用方法是采用一个单一换算系数，即全球变暖潜能值；其时间范围为100年，这一选择在一定程度上带有任意性。甲烷的这一系数通常取25（也就是说，甲烷的效力是二氧化碳的25倍）。但 Trancik 认为，采用“以目标为导向的指标”更有意义。这些指标将不同气体的不同存留时间纳入考量，时间跨度则取决于排放发生的时间与减缓目标的关系：即时气候影响（ICI）和累积气候影响（CCI）。她说，不同因素应占多大权重，“归根结底取决于你有多在意短期内的变化速率，而不是气候最终趋于稳定的平衡状态”——而这种状态可能数百年后才会出现。
Solomon 最近的研究显示，温室气体造成的一些影响可能持续数百年，即使最初触发这些变化的气体已经完全停止排放也是如此。具体来说，水体受热膨胀，加上极地和冰川冰层融化，可能导致显著的海平面上升；即使所有新增温室气体排放完全停止，这种上升仍会持续数百年。这是因为即便排放源已经消除，这些气体仍会留在大气中并继续捕获热量；在有关气候变化减缓的讨论中，这一点有时会被忽视。Solomon 与合著者发现，即使到2050年所有二氧化碳排放都被消除，750年后仍有多达一半的排放留在空气中，并继续使地球变暖。
Trancik 说：“毫无疑问，二氧化碳是人为气候变化的最大推手，因此减缓工作主要聚焦于此。但还有其他一些因素也很重要。这些非二氧化碳排放往往来自供应系统的某种泄漏，与含碳化石燃料燃烧所产生的二氧化碳直接排放不同。我们有机会改善这些系统以减少泄漏，尽管这并不总是容易做到。”
她还说：“理解所有这些温室气体在大气中的存留时间，以及辐射强迫如何随浓度变化而改变，是一项挑战。各种气体之间还存在相互作用，会改变它们的辐射效率。”
气体并非温室效应的唯一贡献者：黑碳（也称烟炱）以及其他一些颗粒物也可能发挥作用。但这些物质的存留时间更短，通常只有几天或几周，因为下一场降雨往往就会将它们从空气中冲刷掉。
接下来是最大的温室气体：水蒸气。毫无疑问，水蒸气造成的温室变暖效应超过任何其他大气成分。但水蒸气的行为取决于气候，因此它不是气候变化的驱动因素，而是一种放大反馈，因为水循环始终是大气环流的一部分。空气越暖，能容纳的水蒸气就越多，因此气候变暖会使空气中的水蒸气增多，形成反馈效应，并可能导致降雨模式发生巨大变化。不过，水蒸气只会停留到下一场降雨来临。“水蒸气受气候系统支配，而不是支配气候系统，”Solomon 说。
因此，说到改变地球气候，二氧化碳确实是首要因素——在可预见的未来仍将如此，即使所有排放现在立刻停止也是一样。上个世纪排放的大部分二氧化碳，数百年后仍会留在大气中，继续使地球变暖并导致海平面上升。Solomon 说：“我们排放的一部分二氧化碳，1000年后仍会留在那里。”因此，她表示，从人类的时间尺度看，在所有实际意义上，二氧化碳排入空气都会导致“二氧化碳引发的变暖不可逆转”。
