最近，科学家研究了大气中CO2水平的短期和长期测量。在夏威夷莫纳罗亚天文台，斯克里普斯海洋研究所的海洋学家查尔斯·基林（Charles Keeling）是大气中二氧化碳浓度最长连续记录的负责人。他的数据（现在被广泛称为“基林曲线”，如图2所示）显示，人类活动正在显著改变自然碳循环。从约150年前工业革命开始起，燃烧化石燃料、森林砍伐等人类活动加速，这两者都导致了大气中CO2 的长期上升。燃烧石油和煤炭向大气释放碳的速度远远快于碳消耗的速度，这种不平衡导致大气中的二氧化碳浓度增加。此外，砍伐森林降低了光合作用从大气中消耗二氧化碳的能力，也导致了碳的净增加。由于这些人类活动，今天大气中的二氧化碳浓度高于过去五十万年或更长时间。由于CO2增强大气的保温能力，因此被称为“温室气体”。科学家认为，二氧化碳的增加已经导致全球气候发生重大变化。许多人认为，过去一个世纪全球平均气温上升0.6摄氏度的主要原因是大气中二氧化碳的增加。如果全球燃烧化石燃料、森林砍伐模式不发生实质性变化，变暖趋势可能会继续下去。根据最准确的科学估计，由于大气中二氧化碳和其他温室气体的增加，下个世纪全球平均气温将上升1.4至5.8摄氏度。这种全球气温的上升将导致平均海平面（0.09-0.88米）大幅上升，使低洼的沿海城市或位于潮汐河边的城市（如新奥尔良、波特兰、华盛顿、费城）面临越来越频繁和严重的洪水。全球变暖还可能导致冰川退缩和物种范围变化（spiecies range shifts），树木等相对不会动的物种是否能够足够快地改变其范围以跟上变暖的步伐还有待观察。然而即使没有气候变化，CO2的浓度增加也可能对全球植物生长模式产生重要影响。由于某些植物物种对 CO2 的增加比其他物种更有利，科学家认为，即使温度没有任何变化，我们也可能看到由于大气中CO2浓度的增加而导致植物物种的显著变化。例如，在CO2升高的条件下，灌木被认为比某些草种反应更有利，因为它们的光合作用途径略有不同。由于这种竞争不平等，一些科学家提出，随着CO2的增加，草原将被对CO2响应更好的草种或灌木物种入侵。
了解和减轻大气中二氧化碳富集的负面影响，是环境科学家和政策制定者目前面临的两个最核心的挑战。为了解决这个问题，科学界成立了政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate, Change, IPCC），这是一个由数千名气候专家组成的国际跨学科联盟。委员会合作编写关于气候变化科学的共识报告。许多国家已经同意《京都议定书》（Kyoto Protocol）规定的条约，这是一项旨在避免与人为引起的气候变化相关的负面影响的多边条约。美国目前约占全球二氧化碳排放量的四分之一，但迄今仍拒绝参与《京都议定书》。
资料来源：
John Arthur Harrison, Ph.D. “The Carbon Cycle” Visionlearning Vol. EAS-2 (3), 2003.https://www.visionlearning.com/en/library/Earth-Science/6/The-Carbon-Cycle/95
