Tre processer er opsummeret nedenfor:

• Absorption af solens stråling i atmosfæren
• Deponering på is og sne
• Vekselvirkning med skyer

Absorption af solens stråling i atmosfæren

Når BC absorberer solens stråling, forhindres sollyset i at blive reflekteret tilbage til rummet enten via jordens overflade eller skyer. Dette resulterer i en opvarmning af luften omkring BC og dermed en opvarmning af atmosfæren. Derudover vil BCs sorte farve mørkne jorden set fra rummet, hvilket vil reducere refleksionen af sollys. Det er absorptionen af solens stråling, som er den mest velforståede klimaeffekt ved BC og samtidig BCs største bidrag til opvarmning af jorden.[1]

Deponering af is og sne

Når BC udfælder fra atmosfæren, vil noget deponere på is- og sneoverflader og gøre disse mørke. Dette øger overfladens absorption af sollys og opvarmer isen og sneen. Efterhånden som temperaturen stiger og isen/sneen smelter, vil et mørkere underlag i form af jord og vand blive frilagt og absorptionen af sollys forstærkes yderligere. På denne måde sker der en reduktion i jordens reflektivitet af sollys gående fra lys til mørk overflade resulterende i global opvarmning. BC fremskynder således afsmeltning af Arktis og andre af verdens is- og sneområder, en selvforstærkende proces. Men det er ikke al BC udledning, som har samme effekt på Arktis. Jo tættere udledningskilden er på Arktis desto større deponering på Arktis grundet BCs korte levetid. Udledning fra de nordlige lande har derfor langt stærkere effekt på Arktis i forhold til udledning fra for eksempel Cypern. Dette er vigtigt at have i betragtning, når man snakker regulering af BC. Anvendelsen af kvoter er som eksempel ikke en god løsning, da BC fra den enkelte kilde forårsager en mere regional effekt i forhold til den globale effekt ved CO2 udledning.

Vekselvirkning med skyer

BCs vekselvirkning med skyer er meget kompleks, og det er derfor svært at estimere en samlet effekt. Man opdeler interaktionen med skyer i to forskellige processer; den semi-direkte effekt og den indirekte effekt. Når BC absorberer solens stråling påvirkes temperaturstrukturen af atmosfæren, hvilket har en effekt på skyer, kaldet den semi-direkte effekt. Alt efter om BC partiklerne er placeret over, i eller under skydækket vil effekten på skydækket være enten mindskende eller forstærkende. BC kan ved absorption opvarme skyen, så denne fordamper; en opvarmende effekt. BC kan også øge konvektionen af fugt fra jorden og op i atmosfæren, hvilket bidrager til flere skyer; en kølende effekt. Derforuden har det betydning ved hvilken højde i atmosfæren BC er placeret samt ved hvilken type af skyer.
Den indirekte effekt omhandler BCs evne til at danne vanddråber i atmosfæren og dermed påvirke skyers reflektivitet og levetid. Hvis BC skal danne vanddråber i atmosfæren, skal vandmolekyler kunne kondensere på partiklernes overflade, hvilket kræver, at partiklerne er tilstrækkeligt store samt hygroskopiske (vandsugende). Da BC er hydrofobt (vandafvisende), er evnen til at danne vanddråber ikke særlig god. Men som beskrevet i afsnittet “Hvad er black carbon”, vil BC ofte være coatet med andre mere hydrofile (vandelskende) stoffer, hvilket øger dannelsen af vanddråber væsentligt. Jo flere partikler en sky indeholder, desto flere små vanddråber kan der dannes. Dette resulterer i en større overflade af vanddråber og en øget reflektivitet af sollys tilbage til rummet; en kølende effekt. Derudover forlænges skyens levetid i atmosfæren resulterende i mindre nedbør. BCs mørke farve vil trods mange vanddråber mørkne skyen set fra rummet, hvilket kan mindske den øgede reflektivitet. Der er dog stor usikkerhed forbundet med BCs evne til at danne vanddråber samtidig med, at der stadig er stor usikkerhed i forståelsen af skyers generelle indflydelse på klimaet.

BCs Global Warming Potential på en 100 årig periode (GWP100) med CO2som reference er på 200-2000. Det vil sige, at 1 kg BC har samme opvarmende effekt som 200-2000 kg CO2. Selvom BC både har en opvarmende og kølende virkning på klimaet, konkluderer den seneste forskning, at den opvarmende effekt er størst og større end hidtil vurderet. Dette betyder, at BC med en estimeret klimaeffekt på +1,1 W/m2, forventes at være den næst vigtigste årsag til global opvarmning; kun CO2 har en større effekt estimeret til +1,56 W/m2. Men usikkerheden i BCs klimaeffekt er stor fra +0,17 til +2,1 W/m2, hvilket primært skyldes den store usikkerhed i forståelsen af BCs interaktion med skyer. Det hele kompliceres yderligere ved at BC som regel udledes sammen med andre gasser og partikler med en kølende effekt på klimaet.