人間による化石燃料の燃焼とそれによる二酸化炭素の大気への排出を含めた、地球上の炭素の排出、吸収のメカニズムの循環系をいう。
炭素循環を構成する主な過程として、（1）大気と海洋との間の二酸化炭素の交換、（2）海洋の「表層水」と「深層水」の循環による「深層の長期貯蔵庫」との間の二酸化炭素の交換 （3）土地利用の変化により生ずる二酸化炭素の正味の吸収または排出（森林破壊など）（4）陸上の植物の光合成による二酸化炭素の吸収、木材や土壌内の長期貯蔵庫への植物炭素の移動がある（1994年：IPCC特別報告書）。
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