回顾全球变暖的科学历史，通常可追溯到数学家傅里叶在1827年提出的地球大气具有温室效应的论点。需要指出的是，傅里叶在提出这一论点时，他并没有给出(1)式那样的定量计算，而只是定性地论述了这一问题。这是因为当时现代物理学的许多方面都还处于“婴儿"阶段。虽然红外辐射早在1800年就被德国天文学家Frederick William Herschel发现,但那时红外辐射仍然被称为“暗热"(dark heat)或“暗辐射"(dark radiation)，很类似今天所说的“暗能量"。虽然已认识到红外辐射的强度随温度的升高而升高，并且知道红外辐射可以穿越真空，但还不知道如何定量地计算红外辐射传输。可见，当时对红外辐射的认识还相当模糊。尽管如此，傅里叶的论文提出了以下几个重要的论点：(1)地表温度是由其接受的能量与其失去的能量之间的平衡所决定的，因此，计算地表温度需要首先确定其能量的源和汇；(2)地球表面的热能有三个可能的来源：太阳光、地球内部热能的扩散和傅里叶所定义的“太空温度"(temperatureofspace)，傅里叶认为地热的贡献可以忽略不计；(3)红外辐射是地球热能失去的唯一方式,因为红外辐射随温度的升高而升高，所以，地表温度将在得到的能量与失去的能量相等时达到平衡状态；(4)可见光被地表和海洋所吸收,并转化为红外光；(5)地球大气对太阳光是透明的，但对红外辐射是不透明的。虽然傅里叶对这些问题的论述都是定性的，但他的第5个论点基本是我们今天对大气的温室效应和温室气体的通俗描述，他的关于辐射能量平衡、地表温度与辐射能量之间的关系、地球大气的辐射传输特性和地热的作用等的直觉认识基本奠定了后来研究地表温度问题的基础。在论述大气层对地球表面能量所起的作用时，傅里叶曾用瑞士登山家de Saussure发明的有玻璃盖子的“热箱"做比喻。傅里叶指出，大气层就像该玻璃盖子一样，对太阳光是透明的，但对红外辐射有阻挡作用，其效果很像玻璃温室的效应(如前所述，大气层的温室效应与玻璃温室的增暖效应有着本质的不同)。

作为一位数学物理学家，傅里叶不可能对一个科学问题的论述仅停留在定性的层面，他最擅长的还是使用数学的语言来论证物理问题。傅里叶在论述地热对地表温度的贡献时，其结论是通过严格的推导给出的。傅里叶根据金属热传导的原理来计算地球内的热量向地表的扩散，尽管他的计算过高地估计了地热的热传导，但其结论是，地热对地表温度的贡献是非常微弱的，基本可以忽略不计。傅里叶还使用了地表温度的周期性日变化和季节变化作为边界条件计算地球次表层的温度变化，正是根据这样的计算，他后来发展出了我们今天称之为傅里叶级数的重要数学分析工具。傅里叶还根据该计算正确地预测了地球次表层温度的日变化随土壤深度的加深而迅速衰减，但次表层温度的年际变化随深度的衰减要弱得多。我们知道，傅里叶最为重要的科学贡献就是推导出固态物体热传导的偏微分方程。根据傅里叶本人的说法，试图解释地热向地表的传导是其解决热传导问题的主要动力。

在构建现代科学基础的早期阶段，人们的认知总是会出现这样或那样的错误，有一些在我们今天看来甚至是根本性的错误,即使像傅里叶这样的科学巨人也不例外。他在解释为什么极地的地表温度在极夜期间接近200K 而不是无限低时，曾提出在太空存在大约200K的“太空温度"。他认为正是这一热源的存在，极夜期间极地的温度接近200K。我们今天知道，傅里叶所谓的“太空温度"应该是宇宙背景温度，大约是3K，而不是200K。我们也知道，极地在极夜期间的地表温度之所以接近200K，是由于大气和海洋自热带向极地输送热量的结果，输送来的热量与极地红外辐射冷却之间的平衡决定了极地温度在极夜期间接近200K，而不是因为存在所谓的太空热源。