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Incrementos del CO2 en los últimos 200 años
La concentración atmosférica del CO2 ha sufrido un considerable aumento en el siglo XX, especialmente en sus últimas décadas. Antes del comienzo de la revolución industrial la concentración de CO2 en la Atmósfera era de unas 280 partes por millón de la mezcla de gases del aire (el 0,028%) y a principios del siglo XXI alcanza hoy unas 375 ppmv (el0,037%). Desde 1958 se han llevado a cabo cuidadosas mediciones de las concentraciones de CO2 atmosférico por parte de diversos científicos, primero en el Instituto Scripps de Oceanografía de La Jolla, en California, y desde 1974 en el observatorio del volcán Mauna Loa, en Hawai, alejado de fuentes locales de contaminación Posteriormente otros científicos han ido también obteniendo series de registrosdel CO2 que han corroborado los resultados del Mauna Loa 
En las últimas décadas, el incremento anual de la concentración de CO2 en el aire ha sido por término medio de 1,5 ppmv, es decir, un 0,5 % por año, lo que supone en cantidades absolutas unos 3 Pg. de carbono por año (2,12 Petagramos de carbono equivalen a 1 ppm en la concentración atmosférica de CO2).
Este incremento anual de CO2 es muyvariable. Puede duplicarse o reducirse a la mitad de un año para otro. El intercambio neto entre la atmósfera y la vegetación terrestre sufre oscilaciones interanuales de varios petagramos de carbono. Estas variaciones dependen de anomalías en la temperatura del suelo, en el espesor de la nieve invernal, en la mayor o menor sequía del verano, etc., que afectan al desarrollo de la vegetación y alos procesos biológicos de los suelos. Los cambios ligados al Niño parecen tener también una influencia compleja. Por ejemplo, se calcula que en 1997, año del Niño y de sequía en el sureste asiático, el incremento de CO2 se duplicó porque en Indonesia los incendios arrasaron un millón de hectáreas de terreno, casi todas correspondientes a turberas tropicales de alto contenido de carbono. Por esacausa la emisión global fue entre un 13% y un 40 % superior a la normal.

Efecto radiactivo y térmico del incremento del CO2
El aumento antrópico del CO2 atmosférico, desde las 280 ppm de los tiempos preindustriales hasta las 370 ppm del presente, produce un aumento radiactivo ( radiative forcing) en superficie de aproximadamente 1,4 W por metro cuadrado. Supone aproximadamente el 50% delforzamiento radiactivo provocado por el incremento antrópico del total de los gases invernadero. En grados de temperatura, se calcula que ha supuesto un incremento directo de la temperatura media global de unos 0,5 °C.
A largo plazo, los modelos utilizados por el IPCC-2001 predicen que la concentración de CO2 en el 2100 estará comprendida entre las 500 ppm y 1000 ppm. Cuando se duplique el CO2 se habráproducido teóricamente un forzamiento radiactivo de entre 4 y 9 watios por metro cuadrado, con una subida directa de la temperatura media de 1,2°C. Pero, debido a diversos feedbacks calculados por diversos modelos climáticos, se estima que la subida térmica entre 1990 y el 2100 será entre 1,4°C y 5,8°C. La incertidumbre sobre lo que acontecerá, a qué ritmo y con qué intensidad es aún muy grande.Nótese que si se sustrajese de golpe todo el dióxido de carbono que existe ahora en la atmósfera, la disminución radiactiva correspondiente sería de 30 watios por metro cuadrado, es decir, 7 u 8 veces mayor que el cambio correspondiente a su duplicación. La razón es que la absorción por parte del dióxido de carbono está ya saturada en parte de la región espectral en donde absorbe radiación, y porlo tanto, el aumento de la absorción futura siempre será mucho menor proporcionalmente que el aumento de su concentración.

Combustibles fósiles
En el año 2000 el consumo mundial de energía (excluyendo la madera consumida domésticamente en los países más pobres) era de unos 370 ex julios. Los usos industriales, domésticos y de transporte se reparten el consumo más o menos a partes iguales....