简单百科
温室气体

温室气体

温室气体（Greenhouse gases，GHG）是指大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、波长在红外光谱内的辐射的气态成分。常见的温室气体有水蒸气、二氧化碳（CO2）、甲（CH4）等，由于水蒸气的浓度变化并非受人类活动直接影响，且水蒸气也不是导致气候变化的主要驱动因素，因此，通常所说的温室气体主要指二氧化碳、甲烷、氧化亚氮（N2O）、氢碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）等。

1896年，瑞典物理学家斯万特·阿累尼乌斯（Svante Arrhenius）首次对温室气体与气温的关系进行研究。此后，人们对温室气体的研究逐渐展开。1997年12月10日，联合国气候变化框架公约第三次缔约国会议通过了《联合国气候变化框架公约巴黎协定》，纲要正式规定削减二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫六种温室气体的排放。与其他气体不同，温室气体是大气中使地球表面温度升高的气体，它允许太阳辐射进入并阻止其反射，从而实现提高地球温度的作用，并刺激温室效应的产生。大气中主要的温室气体是二氧化碳、甲烷及氧化亚氮，它们对温室效应的贡献率分别为25%、15%及4%。

19世纪工业革命以来，随着工业化进程的加速，人类活动大大增加了大气中甲烷及二氧化碳等温室气体的浓度。世界气象组织（WMO）全球大气观测计划（GAW）站观测到的全球大气中二氧化碳浓度在2022年达到417.9±0.2ppm。温室气体排放会引发极端天气频发，导致全球海平面上升、海洋酸化，加速冰山的融化，对人类的生活、生产造成极大的影响。为了减少温室气体排放，世界各国均采取了一些列措施。如建立健全核算监测体系、制定温室气体排放规定、优化能源结构等。

研究历程及命名

1896年，瑞典物理学家斯万特·阿伦尼乌斯运用简化能量平衡模式首次对温室气体与气温的关系展开研究。研究表明，当二氧化碳浓度由300ppmv增至600ppmv时，地球表面温度将上升5℃。由此，阿伦尼乌斯首次计算出地球表面温度与二氧化碳浓度成正比。20世纪40年代，人们开始着手研究温室气体与气温的关系。20世纪50年代，随着世界工业化进程的发展，各种温室气体的浓度急速升高，气候变暖趋势日趋明显。在20世纪后期，科学界对大气中温室气体浓度增加将导致全球气温大幅上升并对环境和人类健康造成影响逐渐形成共识。1997年12月10日，联合国气候变化框架公约第三次缔约国会议通过了《联合国气候变化框架公约巴黎协定》，纲要规定“将空气中的温室气体总量控制在一个合适的水平以防止气候变化对人类产生的危害”。

大气层中的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫等气体在太阳可见光辐射波段鲜有强辐射吸收带，却在红外波段具有高强度的辐射吸收带。这些气体对于太阳的短波辐射几乎透明，它们吸收地表发射的辐射，从而维持相对温暖的地表温度。这些气体的存在为地球搭建了一个巨大的隐形“温室”，从而产生“温室效应”（Greenhouse Effect）。故而，这一类可产生温室效应的气体被称作“温室气体”。

主要种类

二氧化碳（CO2）

二氧化碳（carbon dioxide）分子式为CO2，分子结构为O=C=O，分子量44.01。二氧化碳由两个氧原子及一个碳原子组成，它是具有一个对称中心的三原子分子。二氧化碳是大气中重要的红外吸收气体，在底层大气中，它的体积混合比为0.036%。浓度虽不高，却对地表辐射向太空的包括在近峰值发射的13-17波谱区的长波辐射在内的所有长波辐射拥有极强的吸收作用。太阳辐射出的电磁波具有能量高、波长短的的特点，电磁波可以不受温室气体的阻挡轻松到达地表。地表温度低，辐射出的电磁波具有能量低、波长长的特点，所以二氧化碳会拦截下很大一部分电磁波，导致地表温度升高。截至2022年，全球大气观测计划（GAW）站观测到全球大气中二氧化碳浓度达到417.9±0.2ppm。二氧化碳的增温潜势被联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）定义为全球增温潜势（Global Warming Potential）的参考值。

大气中的二氧化碳主要来自于含碳物质的燃烧、化石燃料燃烧、工业生产、森林资源采伐引发的土地利用变化及生物质燃烧、生物新陈代谢及有机化合物的发酵、分解、腐烂、变质等。人类活动产生的二氧化碳在大气中的寿命约为120年，其所造成的增温效应所占份额为63%。其中，化石燃料燃烧和水泥生产所产生的二氧化碳约占二氧化碳人为排放总量的75%。化石燃料中煤炭燃烧排放量最高，石油、天然气次之。截至2023年，全球每年矿物质排放量中有6.6×1010吨碳，全球热带森林的损失速度超过9×106-24.5×106km2，二氧化碳浓度逐年递增。目前，大气中二氧化碳的浓度已达1400万年来的最高值。

甲烷（CH4）

甲烷（Methane），分子式为CH4，是最简单的有机化合物，由1个碳原子和4个氢原子以共价键结合。甲烷在大气中的平均浓度约为1.7ppm，约为二氧化碳浓度的0.49%。但是，甲烷红外吸收峰高，它可吸收可见光，特别是在光谱的红端。单位体积内甲烷可引发的温室效应是二氧化碳的30倍。此外，甲烷可与包括氯自由基、羟自由基在内的多数自由基发生反应，反应生成的水会形成冰晶云，直接对太阳辐射和降雨造成影响，从而影响地球臭氧层以及地球上的气候。

1972年进行的研究活动表明，北半球地表甲烷气体的平均浓度为1.41×10-6。1983年起，世界气象组织（WMO）在世界范围内建立起23个大气污染本地检测站，开始正式不间断地测试大气中甲烷气体的浓度。1984年，23个大气污染本地检测站的监测结果显示，全球地表甲烷气体的平均浓度1.625×10-6。与此同时，这些检测站的监测结果还显示出甲烷气体的浓度具有季节性特征，夏初甲烷气体的浓度较低，秋末时浓度最高。1900年，大气中甲烷气体的浓度为974ppbv。1960年，大气中甲烷气体的浓度升至1272ppbv。1990年，大气中甲烷气体的浓度高达1717ppbv。根据官方预测，目前，大气中甲烷气体的含量约为1.7ppmv，且以1.4%的增速逐年递增，其浓度将在2030年达到2340ppbv，使大气温度升高0.42℃。

甲烷的来源一般分为生物来源和非生物来源，其中，生物来源包括反刍亚目（如牛）、白蚁的肠道、海底和湖底的缺氧沉积物、沼泽湿地、海洋和植物等。非生物资源包括油气田逸失、煤矿逸出、火山、输气管及工业逸失、机动车、城市固体废弃物和污水处理和生物燃烧等。其中，湿地是向大气排放甲烷的最大天然来源，约占大气甲烷排放量的20%至30%。在生物来源排放中，沼泽每年会产生150Tg的甲烷，牛、羊等牲畜消化系统的发酵过程每年会产生100-150Tg的甲烷，生物体腐败产生的甲烷气体约在10-100Tg之间。在非生物资源排放中，煤矿逸出每年会产生10-35Tg的甲烷，油气田逸失的甲烷约为10-30Tg，输气管和工业逸失约为15-45Tg，生物燃烧所产生的甲烷约在10-40Tg之间。此外，北极永久冻土和海底甲烷包合物释放的甲烷以及化石燃料行业的逸散性排放和气体排放也是全球变暖发展的重要原因。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）于1996年发布的第二次气候变化评估报告显示，1750年至1990年间，甲烷气体的排放量增加了145%。国际能源机构（IEA）表示，2021年全球甲烷年排放量约为5.8亿吨，其中约40%来自自然源排放，其余60%来自人类活动。其中，全球能源部门甲烷排放约占人为甲烷排放总量的40%。自工业革命以来，全球气温上升的30%是由甲烷造成的。与二氧化碳相比，甲烷在100年期间的全球增温潜势为29.8±11，在20年期间为82.5±25.8。这意味着，1吨甲烷泄漏相当于排放82.5吨二氧化碳。

氧化亚氮（N2O）

氧化亚氮（nitrous 氧化物）是痕量气体，由两个氮和一个氧原子组成，化学式为N2O，无色且有甜味。氧化亚氮在大气中的绝对量低于甲烷及二氧化碳，其增温潜势却是二氧化碳的298倍、甲烷的4-21倍。氧化亚氮对温室气体引起的温室效应的贡献率为5%-6%，它的性质极其稳定，在大气的平均停留时间约为114年。氧化亚氮在对流层中为惰性气体，但进入平流层后会与平流层中的臭氧（O₃）发生反应，从而调节氧化亚氮从对流层向平流层的输送过程，打破对流层氧化亚氮的平衡并破坏平流层中的臭氧，使更多小于0.3μm的紫外线穿透大气，成为氮氧化物的重要来源，并进一步发生自由基反应。大气中氧化亚氮的升高会导致平流层中臭氧体积分数的减少，从而对臭氧层造成破坏。。

氧化亚氮的主要来源可分为自然源的排放及人为排放。自然源主要是土壤和海洋的自然排放；人为排放主要来自于农业土壤氮肥的广泛使用、畜牧业的有机堆肥、工业氮化工原料的制造、化石燃料及生物质的燃烧。有报告显示，大约40%的氧化亚氮的排放来自人类，其余的是自然氮循环的一部分。人类每年排放的氧化亚氮所产生的温室效应相当于约30亿吨二氧化碳排放所产生的温室效应。工业革命前期，大气中的氧化亚氮浓度一直维持在较低的水平上。自工业革命后，人类活动排放的氧化亚氮远远高于自然环境氧化亚氮的转化量。天然植被下的土壤是氧化亚氮的重要来源，占所有自然产生氧化亚氮排放量的60%。其他自然来源包括海洋和大气化学反应。此外，湿地也是氧化亚氮的排放源。1987年，位于夏威夷的冒纳罗亚观象台及全球大气化学本底站开始着手对大气中的氧化亚氮浓度进行监测。1987年至2007年间，各观象台和本底站监测到大气中的氧化亚氮浓度正以0.25%的增幅逐年递增。1998年，可观测到的氧化亚氮浓度总量为1510Tg（折合成氮）。

氢氟碳化物（HFCs）

氢氟碳化物（Hydrofluorocarbons），化学式为HFCs，是烷烃的氢原子被氟原子取代，且没有完全被氟原子取代后产生的化合物。氢氟碳化物是人造有机化合物，也是最常见的有机氟化合物类型，大多数是室温常压下的气体。氢氟碳化物是氟利昂（氯氟碳化合物）的替代物，它不会直接对臭氧造成破坏。但是，它是一种烈性温室气体，在大气中的生命期较长，它的全球增温潜势远远高于二氧化碳、甲烷、氧化亚氮。1995年，全球氢氟碳化物排放量约为25万吨。

全氟碳化物（PFCs）

全氟碳化物也称全氟化碳，是一种完全惰性、低黏度、能溶解大量气体的碳-氟化合物。全氟碳化物是氟利昂的替代物，它不会直接对臭氧造成破坏。但是，它是一种烈性温室气体，在大气中的生命期长达数千年。全氟碳化物主要包括CF4、C2F6及C4F10，在大气中十分稳定。其中，CF4、C2F6及C4F10三种物质具有极强的温室效应，其增温潜势分别为二氧化碳的6500倍、9200倍及7000倍。目前，全氟碳化物的消除机制为缓慢光解，光解的速度远远低于人类活动排放的速度。铝生产被认为是全氟碳化物最大的排放源。

六氟化硫（SF6）

六氟化硫由一个硫原子及六个氟原子组成。六氟化硫是无色、无臭、不爆炸、不燃烧、电负性强的惰性气体，具有极强的热稳定性及化学稳定性。六氟化硫在大气中的寿命约为3200年，它的温室效应极强，其增温潜势为二氧化碳的23900倍。六氟化硫的消除机制为缓慢光解，光解的速度远远低于人类活动排放的速度。截至目前，南半球与北半球可观测到的六氟化硫浓度已达到5pptv，并在持续增长。六氟化硫为人为产物，由硫在氟政企中燃烧制成。因其良好的绝缘能力及灭弧性能，它被广泛用在铝镁冶炼工业及电力行业中。

主要影响

为了加速工业发展进程，世界各国加大了温室气体的排放量。1980年，全球二氧化碳排放总量为50亿吨。2004年，全球二氧化碳排放总量已超过73亿吨。据官方数据显示，仅在2019年，全球人为温室气体的排放量就已相当于590亿吨二氧化碳排放量，大气中二氧化碳和甲烷的浓度值与1750年的平均水平相比分别提高了48%和160%。温室气体的大量排放已产生了巨大的影响。

对气候的影响

温室气体的排放直接导致全球平均气温上升，引起了干旱、极热等极端天气的产生。根据全球多个专业机构的仪器数据显示，全球气温正因温室气体的排放持续变暖。1860年至1900年间，全球气温平均升高了约0.75 °C；1900年至2005年间，全球地表温度较工业化前（1850年-1900年）的气温基线升高约0.8°C；2011年至2020年间，全球平均气温比工业化前的气温基线升高了0.95 °C至1.2°C。根据NOAA-美国国家海洋和大气管理局制定的2020年年度全球分析显示，2020年6下旬，西伯利亚地区高温已达顶峰，韦尔科扬斯克达到北极圈以北的最高温38 °C。国际能源局表示，若温室气体排放速度得不到有效控制，到2030年，全球的温室气体排放量将比现在增加57%。届时，温室气体的排放将导致全球气温上升1.5℃至4.5℃，地表的温度将提高3°C，远远高于人类历史上发生过的升温幅度。

与此同时，温室气体的大量排放所引发的温室效应将诱发洪水、山体滑坡、泥石流等灾害。1998年，菲律宾共有500人死于台风灾害，孟加拉国共有1300人死于飓风灾害。2000年，委内瑞拉的暴雨引发了特大洪水，洪水共造成3万人死亡。受温室效应的影响，自2000年以来，登陆中国的台风强度显著增强，洪涝灾害发生频率明显上升。2013年7月28日，德国突降冰雹，造成了大量的人员伤亡及财产损失。2020年，包括阿根廷、巴拉圭及巴西在内的南美多地均遭受干旱灾害的侵扰，仅巴西的农业损失就已近30亿美元。同年，全球热带气旋的数量远远大于往年平均数。2021至2022年，在异常高温的影响下，加利福尼亚州和美国西部大部分地区都发生了森林火灾灾害。

对海洋的影响

地球上的海洋总面积占全球总面积的三分之二，每年可吸纳20%至30%的二氧化碳排放量，全球海洋温度的变化对全球气候系统的变化起着决定性作用。一方面，温室气体的大量排放导致气候系统累积的盈余能量大部分进入到海洋中，海洋温度持续上升。据统计数据显示，2020年，全球海洋热量值突破了1960年以来的最高纪录，海洋吸收的热量明显加快；全球各海域在2020年都经历过一次以上的强海洋热浪。另一方面，与二氧化碳进行反应后，海水的pH值会明显降低。大气中的二氧化碳被海洋吸收后会产生碳酸（H2CO3），并分解成碳酸氢盐离子（HCO - 3）和氢离子（H+）。氢离子（H+）的存在降低了海洋的pH值，增加了海水酸度，从而引发海洋酸化现象的产生。2015年起，国际气象组织开始对全球海洋酸化现状进行监测。监测数据显示，1950年至2020年间，海洋表面的平均pH值从大约8.15下降至8.05。海洋酸化现象持续攀升，海洋生态系统被严重破坏，包括珊瑚在内的大量海洋生物正在死亡。联合国政府间气候变化专门委员会发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报道》中指出，如果温室气体的排放量持续走高，全球海洋的吸热量在2100年将增加4至7倍，海平面将上升60-110cm，生活在低洼沿海城市的人将面临风暴潮等自然灾害的威胁。

对冰川的影响

大量温室气体的排放引发的全球气候变暖导致了南北极冰山加速融化。据统计数据显示，南极二氧化碳浓度持续飙升，在20世纪90年代前后升至350ppm，且在逐年递增。研究表明，温室气体持续排放导致全球气温升高幅度逼近2°C，北冰洋的升温幅度将在3.2°C至6.6°C之间。届时，北冰洋的冰盖将会持续消融。截至目前，全球范围内至少有7个大冰架彻底消失，中国长江、黄河上游的冰川、喜马拉雅山脉地区的冰川都在以极快的速度融化。联合国政府间气候变化专门委员会指出，若二氧化碳的浓度持续上升，冰雪融化和雪崩后所引发的的海平面上升情况将更加严重，届时，海岸线及滩涂的侵蚀速度将显著加快，海水的限度将会提升，淡水供应将受影响。

对人类的影响

受温室气体影响，气温上升及降水量变化会直接影响农作物产量和农作物的分布，农业耕种活动将受到影响，土壤的固碳能力将会大大削弱，包括玉蜀黍属、小麦、大豆在内的大量农作物的产量急速下跌。研究表明，截至目前，全球约有33%的土壤发生了退化，粮食危机日趋加剧。据联合国粮食及农业组织的调查数据显示，在2019年，全球约有1.35亿人处于饥饿状态。此外，据统计，仅在2020年上半年，因温室气体大量排放所诱发的洪灾就已导致超过1000万人无家可归。

对生物的影响

二氧化碳是包括植物、藻类和动物，以及需氧真菌和细菌在内的所有生物体细胞呼吸作用的最终产物。在脊椎动物中，二氧化碳在血液中从身体组织传播到皮肤（例如两栖动物）或鳃（例如鱼），并通过皮肤或鳃溶解在水中。在活跃的光合作用中，植物从大气中吸收的二氧化碳比它们在呼吸作用中释放的二氧化碳要多。通过碳固定过程，大气中的二氧化碳被植物、藻类和蓝藻结合成富含能量的有机化合物，从而通过光合作用产生自己的食物。大气二氧化碳浓度的增加会导致植物气孔发育减少，造成植物中微量元素浓度的降低，包括苯丙素和黄酮在内的次生代谢物也会发生改变。温室气体的大规模排放所引发的温室效应将导致森林资源及生物群落分布的改变。冻原生态系统或会从北欧地区彻底消失，80%的物种的活动区域将转向两极或更高的纬度。生态结构、生态分布也会随之发生改变，无法适应新的生态环境的物种将会提前灭绝。

应对措施

建立核算体系

由世界资源研究所（WRI）及世界可持续发展工商理事会（WBCSO）共同研发的旨在帮助政府及企业监测、管理温室气体排放的温室气体核算体系（GHG protocol，GHGP）是国际上普遍认可及广泛使用的温室气体核算工具，它由《温室气体核算体系：企业核算与报告标准》《温室气体核算体系：企业价值链（范围三）核算标准》《温室气体核算体系：产品核算与报告标准》等标准组成。根据使用对象不同，温室气体核算方法一般分为国家层面核算方法、城市层面核算方法及企业层面核算方法。

国家层面上，联合国政府间气候变化专门委员会先后印发了《1996年国家温室气体清单指南》《IPCC国家温室气体清单优良做法及不确定性管理》《IPCC土地利用、土地利用变化及林业优良做法》等核算指导文件，向各国提供标准化的温室气体清单编订指导。目前，大部分国家都采用联合国政府间气候变化专门委员会制定的核算指导方法对国内的温室气体进行核算。

随着温室气体受到全世界的关注，城市温室气体的核算也受到了全世界的关注。截至目前，国际上有关城市温室气体的核算体系众多，包括宜可城-地方可持续发展协会（ICLEI）制定的《地方政府温室气体排放议定书》、宜可城-地方可持续发展协会与世界资源研究所（WRI）和C40城市气候领导小组共同开发的《社区层面温室气体排放全球核算体系》等。印度德里市使用IPCC国家清单指南和欧盟EMEP/EEA排放手册来核算城市温室气体的排放情势。在中国，由国家发展改革委能源研究所、清华大学等多家单位编写的《省级温室气体清单编制指南（施行）》被广泛的运用在市级行政区内温室气体的排放核算工作中。

《温室气体核算体系：企业核算与报告标准》中将企业排放的温室气体分为直接排放、间接排放和其他间接排放。为了帮助企业进行温室气体的核算工作，由世界资源研究所（WRI）及世界可持续发展工商理事会（WBCSO）共同研发了包括编制企业温室气体盘查清册在内的一系列温室气体核算工具，这些工具被企业广泛使用。

监测管理

为了评估大气中温室气体浓度的变化及其对全球气候及环境的影响，国际相关机构从20世纪60年代起开始对主要温室气体的浓度进行监测。截至目前，温室气体的监测手段主要包括采样分析及在线连续观测，监测平台包括地基、船舶、飞机、高塔、浮标观测等。

世界范围内的温室气体监测网络包括世界温室气体数据中心（the World Data Centre for Greenhouse Gases，WDCGG）、世界气象组织全球大气观测网（WMO/GAW）、欧洲卤代烃类化合物综合观测网（SOGE）、全球大气实验网（AGAGE）、中国科学院陆地生态系统碳通量观测网络、中国气象局温室气体本底观测网、环境保护部温室气体监测网（中国）、澳大利亚国家数据服务中心（The Auttralian National Data Service，ANDS）、美国国家大气与海洋局瓶采样观测网络（NOAA/ESRL/CCGG）、新西兰农业温室气体研究中心、新西兰国家水与大气研究所和新西兰地质与核科学研究所等。

世界各国对温室气体浓度连续监测的方法主要包括气相色谱法（GC）、非分散红外分析法（NDIR）、可调谐半导体激光吸收光谱法（TDLAS）、激光差分中红外法（IRIS）、光腔衰荡法（CRDS）等。

气相色谱法（GC）

气相色谱分析系统由气路系统、分离系统、进样系统、温度控制系统及检测记录系统组成。气体进入仪器后在减压阀的调节下顺着高压气瓶的管道流出，在高度提纯后进入到温控箱中的色谱柱。不同组别的气体根据不同的固定相和流动相被分配、分离，而后依次进入检测器进行检测。

非分散红外分析法（NDIR）

非分散红外分析法所用的监测仪由信号调制、红外辐射源、数据处理、样品气吸收池及信号接收等部分组成。红外辐射经过检测器中的气体滤波相关信号调制后，与反射吸收池里的二氧化碳充分吸收，而后通过窄带滤光片的滤波把待测气体特征吸收峰之外的红外能量滤除，经过计算和分析得出二氧化碳浓度值。

可调谐半导体激光吸收光谱法（TDLAS）

可调谐半导体激光吸收光谱法类似于非分散红外分析法（NDIR），它利用朗伯-比尔定律的吸收光谱技术通过分析光被气体的选择吸收来测量气体的浓度。

减排措施

气候变化首次成为国际性问题而被提上议事日程是于1979年在日内瓦召开的第一次气候会议上，会上，科学家们向与会各国明确指出大气中温室气体浓度升高会直接引起地表温度的升高。1987年签署的《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书（Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer）》对三项哈龙的生产及CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CFC-115等五项氯氟碳化合物的使用进行了限管。世界气象组织（World Meteorological Organization，WMO）和联合国环境规划署（United Nations Environment Programme，UNEP）于1988年共同成立了旨在评估人类活动所引发的气候变化，并对气候变化对未来科学、技术和社会经济产生的影响商定对策的联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）。随着温室气体排放引发的温室效应愈发影响人类的生产生活，1992年召开的联合国环境与发展大会吸引了183个国家代表团，70个国际组织的参加。会上不仅通过了《21世纪议程》，154个与会国家还签署了首个旨在全面控制人类活动引发温室气体排放以应对全球气候变暖给全世界带来潜在威胁的《联合国气候变化框架公约》（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCC），该公约是世界各国进行国际合作的基本框架。《联合国气候变化框架公约》要求温室气体排放量较大的发达国家采取措施控制温室气体的排放，并向发展中国家提供援助。该公约于1994年3月21日正式生效。.1993年，有50多个成员国组成的可持续发展委员会正式成立，委员会规定每年开展一次成员国会议，检查《21世纪议程》的执行情况。

1997年，在《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次大会上，149个国家和地区的代表通过了《京都议定书》。《京都议定书》对温室气体的减排种类以及主要发达国家的减排时限及额度做了明确的规定，并对启动新一轮气候变化谈判做出了规定。美国于1998年11月签署了《京都议定书》，后在2001年3月退出该协议。中国于1998年5月签署并核准了《京都议定书》，欧盟及其成员国于2002年5月正式批准了《京都议定书》，俄罗斯于2004年11月批准了《京都议定书》。2005年，《京都议定书》正式生效。

2016年9月，《纽约森林宣言》（New York Declaration）的签署敦促全球减少氢氟碳化物的使用。2016年10月15日，鉴于化学品对气候变化产生的巨大影响，来自197个国家的谈判代表在卢旺达基加利举行的联合国环境规划署峰会上达成了一项具有法律约束力的协议《基加利修正案》（基加利 Amendment）。超过100个国家签署了2021年启动的全球甲烷Peldge，承诺到2030年将甲烷排放量减少30%。根据国际能源机构2022年报告显示，“减少甲烷最具成本效益的机会是在能源部门，特别是在石油和天然气业务中”。

1987年，瑞典成立了环境税费委员会。为了抑制温室气体的排放量，20世纪50年代起，瑞典政府开始对以发热为目的的电力、煤炭、石油征收能源税，并运用税收、税收减免和补贴等经济手段推进环境可持续发展。瑞典政府于1990年初开始对液化石油气（LPG）和天然气征税，并在1991年增加了二氧化碳税、硫税。截至目前，瑞典政府已征收包括核燃料基金费、柴油税、燃料能源税、电力能源税、硫税、二氧化碳税、核电税、排污税、化工产品费、氮氧化物费、肥料费、车辆费、采石税在内的一系列能源税、污染税、交通税及自然资源税。官方数据显示，能源和交通方面征收的二氧化碳税和电力能源税已占瑞典730亿克朗总环保税收的95%以上。为了降低二氧化碳的排放，瑞典政府推出绿色汽车奖励计划，鼓励百姓购买清洁能源车。权威数据表明，自瑞典政府征收二氧化碳税以来，瑞典的温室气体排放总量已降低了近26%，瑞典人均温室气体的排放量远远低于欧盟27国的平均排放量。

美国于1993年成立了旨在施行《21世纪议程》、制定可持续发展战略的由总统直接领导的可持续发展理事会。该理事会下设工业、农业、环保、城建、土地、能源及资源在内的八个工作组。与此同时，美国征收碳税及交通税，对每吨碳收取6至30美元的碳税，对每次行程征收税款1至4美元。美国于1998年11月签署了《京都议定书》，后在2001年3月退出该协议，并拒绝接受《京都议定书》强制性量化减排的目标。随着对温室气体减排的呼声越来越高，美国成立了对减排量承担法律效力的区域性碳交易市场芝加哥气候交易所，该交易所对二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化合物、全氟化物及六氟化硫的排放进行注册、交易及减排。该交易所通过互联网交易平台完成对温室气体排放的许可及抵消。2003年，美国出台了《能源部能源战略计划》，要求通过扩大节能设备宣传力度、减免税及购买节能建筑来提高能源利用率。与此同时，美国积极发展碳捕获及碳封存技术。截至2005年，美国已进行了25次二氧化碳地下注入及储存实验。2006年8月，加利福尼亚州通过了《全球温室效应治理方案》，对温室气体排放量进行明确限制。截至2020年2月，美国有16个州禁止或正在逐步减少氢氟碳化物排放。

中国将应对气候变化全面融入国家发展总战略中，采取积极的措施控制温室气体排放，推动绿色低碳发展，推动二氧化碳等温室气体的减排。中国制定并通过了旨在控制非二氧化碳温室气体排放具体措施的《国家应对气候变化规划（2014-2020）年》以及温室气体排放工作方案，并自2014年起对三氟甲烷的处置给予财政补贴。与此同时，政府积极推进环保制冷剂的研发，逐步限制氢氟碳化物的使用。工业方面，通过原料替代、改进设备等措施强化包括钢铁、化工、建材等重点工业行业的碳排放目标管理，实施低碳标杆引领计划，控制温室气体排放。交通方面，各地以“绿色货运配送示范城市”建设为契机，逐步完善绿色城市货运体系。铁路部门大力推广天然气车船，完善充换电及氢基础设施。中国政府加快推进山水林田胡草沙系统的治理，持续推进对土地及湿地的保护，逐步提升生态系统的碳汇能力。此外，中国充分发挥市场机制作用，发布了包括《全国碳排放权交易市场建设方案（发电行业）》《碳排放权交易管理暂行条例》在内的一系列政策方案，加快推进全国碳市场制度体系的建设。

日本政府在立法、财政补贴、税制、技术手段等多方面对温室气体进行减排。首先，日本创立了温室气体国内排放量交易制度，计划以排放总量为基础，以产量为单位对每一单位的温室气体排放量制定具体规定。其次，日本于2004年发布《环境税的具体方案》，对汽油、柴油、煤炭、天然气、重油等对象征税。2010年至2012年间，日本政府改“环境税”为“地球气候变暖对策税”，根据二氧化碳排放量对原油、石油制品、气体碳氢化合物、汽油的生产者等对象征税。

降低温室气体排放量是目前全球公认的最有效的减缓全球气候变暖的方法。为了实现这一目标，世界各国必须大幅度的降低温室气体的排放量，并对能源、建筑、交通、房地产、轻重工业等领域进行大刀阔斧的改革。与此同时，各国必须大力发展以太阳能、风能、水力发电、生物能源、地热能为代表的可再生能源，逐步开发包括生物燃料电池在内的新型再生资源。为了减少尾气的排放，以内燃机为主要燃料的汽车需要逐步淘汰。各国应推广采用电力汽车、骑行或者步行等绿色出行方式。此外，生产过程中节约原材料及能源、摒弃有毒原材料的清洁生产应在世界范围内落实。

禁止非法砍伐、减少食物和农产品的需求、降低耕作频率强度以及使用肥料改良土壤的方式促进土地自身的碳封存、提高土地的生产力、保护及恢复林业等措施也是温室气体排放量的一个途径。为了恢复森林、沿海湿地、草原对温室气体的封存效用，植树造林项目及湿地、草场保护必须在世界范围内大规模推广。与此同时，大力发展碳封存技术，通过科技手段将二氧化碳封存起来并进行压缩、储存或者掩埋。此外，各国应加速研发温室气体回收技术。截至目前，中国已成功研发了利用废气收集系统回收二氧化碳的技术。该技术推广后可使工业废气中的二氧化碳被氧气替代，降低温室气体的排放量。