Ο μαύρος άνθρακας (BC) είναι μια πολύ λεπτή μορφή σωματιδίων που βασίζεται στο στοιχείο άνθρακας που παράγεται από ατελείς διαδικασίες καύσης και συχνά αναφέρεται συνήθως ως αιθάλη. Από το 2009, άρχισε να θεωρείται σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη από την επιστημονική κοινότητα, όπου μπορεί να εμποδίσει τις εκπομπές υπέρυθρης θερμότητας από την ατμόσφαιρα της Γης πίσω στο διάστημα. Οι εκτιμήσεις είναι ότι ο μαύρος άνθρακας είναι υπεύθυνος για το 10% έως το 40% του συνόλου του αποκλεισμού της ακτινοβολίας, αν και έχει μόνο σύντομη διάρκεια ζωής μερικών εβδομάδων στην ανώτερη ατμόσφαιρα σε αντίθεση με ένα αέριο του θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα που μπορεί να παραμείνει έως και έναν αιώνα στην ατμόσφαιρα πριν διασπαστεί χημικά. Οι κύριες ανθρώπινες δραστηριότητες που παράγουν αερολύματα μαύρου άνθρακα είναι η καύση ξύλου και βλάστησης, η χρήση άνθρακα για παραγωγή ενέργειας και η λειτουργία κινητήρων ντίζελ. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, για παράδειγμα, από το 2011, το 90% όλων των εκπομπών BC παράγονται στον τομέα των μεταφορών από φορτηγά που κινούνται με ντίζελ.
Το στοιχείο άνθρακας σχηματίζει δεσμούς με πολλά άλλα στοιχεία στη φύση και ο ίδιος ο μαύρος άνθρακας μπορεί να πάρει πολλές διαφορετικές μορφές. Ωστόσο, σε αντίθεση με τις σταθερές ενώσεις όπως ο άνθρακας με μαύρο διαμάντι ή ο μαύρος άνθρακας, ο ατμοσφαιρικός μαύρος άνθρακας είναι μια μορφή του στοιχείου που συνήθως συνδέεται ασθενώς με οργανικά μόρια με βάση το υλικό πηγής από το οποίο προήλθε. Όπου περιέχει μια μικροκρυσταλλική δομή παρόμοια με τον γραφίτη, μπορεί να απορροφήσει ορατές ακτίνες φωτός καθώς και υπέρυθρο φως μεγαλύτερου μήκους κύματος γνωστό ως θερμική ακτινοβολία, τα οποία συνήθως διαφεύγουν στο διάστημα από την ανώτερη ατμόσφαιρα και εμποδίζουν την υπερθέρμανση του πλανήτη.
Πρόσφατη έρευνα του 21ου αιώνα αποκάλυψε ότι οι εκπομπές μαύρου άνθρακα είναι το δεύτερο μεγαλύτερο στοιχείο που συμβάλλει στην υπερθέρμανση του πλανήτη μετά από αυτό του αερίου διοξειδίου του άνθρακα. Θεωρούνται επίσης ως πηγή ρύπανσης που μειώνεται εύκολα λόγω της βραχυπρόθεσμης διάρκειας του υλικού στην ατμόσφαιρα. Η βελτιωμένη απόδοση στον εξοπλισμό θέρμανσης ή στην τεχνολογία μαγειρέματος στις αναπτυσσόμενες χώρες, καθώς και οι έλεγχοι της ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα και κινητήρες ντίζελ θα μπορούσαν να μειώσουν γρήγορα τα ποσοστά ρύπανσης π.Χ. σε ευρεία κλίμακα.
Τα πετρελαιοκίνητα οχήματα και οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις μπορούν να εξοπλιστούν εκ των υστέρων με πλυντρίδες που μπορούν να αποτρέψουν έως και το 70% των εκπομπών μαύρου άνθρακα κατά τη διάρκεια μιας ζωής για την παγίδα σωματιδίων των οκτώ ετών. Η αντικατάσταση των μαγειρικών εστιών σε χώρες όπως η Ινδία και η Κίνα όπου η καύση άνθρακα ή άλλης βιομάζας γίνεται ευρέως, με εστίες υγροποιημένου αερίου (LPG), θεωρείται επίσης ως ένας πρακτικός και οικονομικός τρόπος μείωσης των εκπομπών μαύρου άνθρακα. Δεδομένου ότι η αιθάλη είναι ένας σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στις αναπνευστικές παθήσεις, αυτό θα βελτίωνε επίσης την υγεία όσων επηρεάζονται από την ατμοσφαιρική ρύπανση από τις σόμπες BC.
Μελέτες από το 2009 στην Αρκτική και την Ανταρκτική και από το 2010 στην οροσειρά των Ιμαλαΐων έχουν αποκαλύψει ότι ο μαύρος άνθρακας είναι ένας σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στην τήξη των παγετώνων. Αυτό συμβαίνει παρά το γεγονός ότι οι εκπομπές π.Χ. προέρχονται κυρίως από τροπικές περιοχές, με τα έθνη της Ανατολικής Ασίας να είναι κύριοι παραγωγοί του ρύπου κατ’ όγκο. Ένας σημαντικός παράγοντας στα ποσοστά εκπομπής μαύρου άνθρακα είναι αυτός της αποψίλωσης των δασών σε περιοχές με τροπικά δάση. Η μείωση της αποψίλωσης των δασών θεωρείται ως μια πηγή ρύπανσης που μετριάζεται ευκολότερα από προηγούμενες προσπάθειες μείωσης των επιπέδων παραγωγής αερίου λόγω υπερθέρμανσης του πλανήτη, όπως αυτό του διοξειδίου του άνθρακα και του οξειδίου του αζώτου, τα οποία είναι αναπόφευκτα υποπροϊόντα της παγκόσμιας βιομηχανίας και δικτύων μεταφορών.