A fosszilis tüzelőanyag elégetéséből és a mezőgazdasági tevékenységből származó nitrogén ugyanis megzavarhatja a természetes nitrogénkörforgást, ami szerepet játszhat az éghajlatváltozásban. A hatás lehet rövid, de akár hosszú távú is, különösen, ha az üvegházhatású gázok mennyiségét befolyásolja a felszabaduló nitrogén. Ez az elem a levegő legnagyobb hányadát kitevő alkotórésze, ám eddig úgy hittük, hogy nem lép vegyi kapcsolatba más gázokkal.

Létezik azonban a meglehetősen semleges viselkedésű nitrogénnak egy rendkívül agresszív változata is. Az USA tudományos akadémiájának lapjában (PNAS) megjelent tanulmány szerzője, Robert Pinder, munkatársaival épp ezt az úgynevezett reaktív nitrogénfajtát vizsgálta. Voltaképpen többféle vegyületről van szó, melyek a nitrogénatomok elektronszerkezetének megváltozásával jönnek létre. Legismertebb három képviselőjük a nitrogén-monoxid, az ammónia és a kéjgáz (dinitrogén-oxid).

A reaktív nitrogén éghajlatra gyakorolt hatását a kutatók egy számérték, a Globális Hőmérsékleti Potenciál (GTP) segítségével fejezték ki. Ez a módszer segítséget nyújt, hogy egy kibocsátott vegyület felszíni hőmérsékletre gyakorolt hatását egy későbbi időpontra ki tudjuk számolni.

Az eredmények alapján a fosszilis tüzelőanyagok égéséből származó nitrogén összességében közvetlenül csökkenti a felszíni hőmérsékletet, míg a szerves anyagok (trágya) eltüzelése olyan nitrogénformák (nitrogén-oxidok) kibocsátását emeli, melyek rendkívül erős üvegházhatású gázokként viselkednek a légkörben.

A reaktív nitrogénvegyületek számtalan, egymással összekapcsolódó útvonalon keresztül befolyásolják az éghajlatot. A nitrogén-monoxid és az ammónia közvetett módon csapdába ejti a hőt (üvegházhatás révén), vagy (aeroszol részecskékkel) szétszórja a beérkező napenergiát, megváltoztatva ezzel a Föld energia-egyensúlyára ható légköri összetevőket. A nitrogén-monoxid szerepe kettős: egyrészt a felszíni ózonképződés gyorsításával hőmérséklet-növekedést idéz elő, másrészt a metán légkörből történő eltávolításával mérsékli egy jelentős üvegházhatású gáz mennyiségét.

A reaktív nitrogének eddig megismert tulajdonságaikon túl képesek serkenteni a növények fejlődését, amelyek légzésük során megkötik a szén-dioxidot. A harmadik reaktív nitrogénfajta, a kéjgáz az egyik legerősebb üvegházgáz, 275-ször erősebb a szén-dioxidnál, ezért kiemelt jelentőségű, hogy megfékezzék mezőgazdasági termelésből származó kibocsátását.

Jelen körülmények között a globális hőmérsékletet növelő, illetve csökkentő nitrogénvegyületek megközelítőleg azonos arányban vannak jelen a légkörben, előrejelzések szerint azonban a fosszilis tüzelőanyagok visszaszorulásával az üvegházgáz tulajdonságú nitrogén-oxidok kerülnek túlsúlyba. Ennek a kedvezőtlen folyamatnak a visszaszorítására hatékony agrártermelésre és erdőgazdálkodásra van szükség. Erre irányuló intézkedések nélkül viszont a szén-dioxid-kibocsátás lefaragása látszik az egyetlen alternatív lehetőségnek a klímaváltozás megakadályozására.