温室气体指的是大气中能吸收地面反射的长波辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。水汽（H₂O）、二氧化碳（CO₂）、氧化亚氮（N₂O）、氟利昂、甲烷（CH₄）等是地球大气中主要的温室气体。

温室气体的排放而导致全球气候变暖，在近年来成为国际社会广泛关注的问题。我国为了积极应对气候变化，不仅出台了一系列相关措施与标准，并提出碳排放在2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。同时，倡导节能减排，发展清洁能源，推进社会的可持续发展。

温室气体之所以有温室效应，是由于其本身有吸收红外线（一种热辐射）的能力。温室气体吸收红外线的能力是由其本身分子结构所决定的。在分子中存在着非极性共价键和极性共价键。分子也分为极性分子和非极性分子。分子极性的强弱可以用偶极矩μ来表示。而只有偶极矩发生变化的振动才能引起可观测的红外吸收光谱，则拥有偶极矩的分子就是红外活性的；而Δμ=0的分子振动不能产生红外振动吸收的，则是非红外活性的。也就是说，温室气体是拥有偶极矩的红外活性分子，所以才拥有吸收红外线，保存红外热能的能力。

大气中主要的温室气体是水汽（H2O），水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60%-70%，其次是二氧化碳（CO₂）大约占了26%，其他的还有臭氧（O₃），甲烷（CH₄），氧化亚氮（N₂O）全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs）、含氯氟烃（HCFCs）及六氟化硫（SF6）等。

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