Невидимые парниковые газы в крошечных концентрациях играют роль главных «привратников» для тепла, покидающего планету. Азот и кислород составляют основную массу воздуха, но почти не взаимодействуют с инфракрасным излучением. А вот молекулы углекислого газа, метана и закиси азота обладают колебательными режимами, позволяющими им поглощать и вновь излучать уходящее тепловое излучение. Этот процесс климатологи описывают через понятие радиационного принуждения.

Стоит изменить даже эту ничтожную долю газов, и энергетический баланс всей планеты смещается. Дополнительно удержанное тепло меняет температурные градиенты, перестраивает атмосферную циркуляцию, сдвигает схемы испарения и выпадения осадков. Океаны реагируют медленно из‑за своей тепловой инерции: они накапливают избыточную энергию и растворяют дополнительный углекислый газ. Так отклик климата связывается с «длинным хвостом» глобального углеродного цикла и с геохимическим буферированием в горных породах и осадках.

Механизмы обратной связи затем усиливают первоначальное возмущение — наглядный пример роста энтропии в сложной системе. Таяние льда снижает альбедо поверхности, более тёмный океан поглощает больше солнечного света, а оттаивающие почвы выбрасывают новые порции парниковых газов. Эти следовые компоненты так и не начинают доминировать в атмосфере по объему, но именно они контролируют узкие инфракрасные «окна», через которые уходит тепло. Сужая эти окна, они перекраивают климатические схемы на промежутки времени, несоизмеримо большие с человеческой жизнью.