2003年12月3日發行的《科學》期刊刊登了兩位頂尖的美國科學家一篇旁徵博引的論文，為該期「地球現況」系列專題中的一篇。卡爾（Thomas Karl）是國家海洋暨大氣總署（NOAA）國家氣候資料中心的主任，崔伯斯（Kevin Trenberth）則是國家大氣研究中心氣象分析部門的主任，兩人共同指出，工業排放是過去50年來造成氣候變遷的主要因素，且遠超過自然本身的力量。他們在文章中指出：「無庸置疑，大氣的組成因為人類活動而改變，而目前人類對於全球氣候最大的影像在於製造溫室氣體。可能的影響包括更頻繁的熱浪、乾旱與大量的降雨與其他相關的影響，另外包括森林大火、高溫、植被改變與海平面上升等，都，則是區域情況而定。」文章中更引述研究結果，指出從1990年到2100年間，由於人類對氣候的影響，全球氣溫有90%的機率會升高攝氏1.7～4.9度（華氏的3.1～8.9度）。
「政府間氣候變遷研究小組」（Intergovenmental Panel for Climate Change；IPCC）的科學家估計到2100年，全球平均氣溫將比1990年高出0.9°C到3.5° C。其中，二氧化碳的溫室效應大約佔70%，其他溫室氣體約佔30%。由於海洋熱容量大，比較不容易增溫，陸地的氣溫上升幅度將大於海洋，其中又以北半球高緯度地區上升幅度最大，因為北半球陸地較多。但是，北大西洋的氣溫不但不上升，反而下降。依據推估，二氧化碳濃度升高將使全球平均降水增加，尤其以冬季的高緯度地區最為明顯。在低緯度地區，原本降水量就比較大的地區的降水量普遍增加，尤其是南亞與東南亞。全球平均氣溫上升，海水溫度也上升，體積膨脹加上極區冰雪溶化，使得全球平均海平面逐漸上升，在 2100年時將比1990年高出38公分至56公分，陸地將變成茫茫大海，許多城市將被淹沒，居住在海岸線60公里以內的居民，占世界1/3的人口，將蒙受其害。海平面上升的主要原因是海水體積膨脹，格陵蘭及南極洲冰川溶化的影響較小。CO2濃度的增加可能有利於某些植生而抑制他類植物，而改變植物社群結構；海水面上漲也將影響海岸植物社群的生態。氣溫上升也會傷害人體的抗病能力、若再加上全球氣候變遷引發動物大遷徒，屆時極有可能促使腦炎、狂犬病、登革熱、黃熱病的大規模蔓延。
二氧化碳在大氣中停留的生命期為50～ 200年，幾乎無法回收，只有靠自然的過程讓它們逐漸消失。由於在大氣中的長生命期，影響是長久的而且是全球性的。從地球任何一角落排放至大氣的二氧化碳，在長達100年的生命期中，有機會影響各地的氣候。即使，人類立刻停止所有的人造溫室氣體的排放，從工業革命之後，累積下來的溫室氣體仍將繼續發揮它們的溫室效應，影響地球的氣候。但如果目前溫室氣體的排放情形繼續下去，那麼地球將會出現過去一萬年來最快速的氣候變遷，這種變化可能會影響到目前的海洋循環以及氣候型態。
