Изменение климата — это широкая тема, которая включает в себя периодические изменения климата Земли, вызванные природными силами (перемещение континентов, изменения в колебании земной оси и другие биологические, химические и геологические факторы) в сочетании с последствиями различных видов деятельности человека (например, сжигание ископаемого топлива, изменения почвенного покрова и биоразнообразия). Хотя изменение климата — это процесс, продолжающийся с момента образования Земли около 4,6 миллиарда лет назад, за последние 100 лет или около того коллективный вес человеческой деятельности стал важным фактором, определяющим траекторию глобального и регионального климата.
Оказывается, углерод имеет ключевое значение для понимания изменений климата. Углерод поглощается в процессе дыхания растений и выветривания, а также выводится из организма при выдохе животных. Соединяясь с водородом, он образует углеводород, который может сжигаться в промышленности и транспортных средствах для получения тепла и энергии. Он является ключевым элементом двух наиболее важных парниковых газов (ПГ) — углекислого газа (CO2), который образуется при сгорании, и метана (CH4), который образуется из различных источников, включая выращивание риса, отходы животноводства, добычу природного газа и заболоченные земли. В 1896 году шведский химик Сванте Аррениус создал первую модель, учитывающую влияние углекислого газа в атмосфере. Из модели вытекало общее правило: если количество CO2 увеличивается или уменьшается в геометрической прогрессии, то температура будет следовать за ним, увеличиваясь или уменьшаясь почти в арифметической прогрессии.
Со времен Аррениуса концентрация CO2 в атмосфере выросла более чем на 70 процентов — с 280-290 частей на миллион до более чем 400 частей на миллион к 2016 году. (В одном из самых продолжительных исследований, проводимых Институтом океанографии Скриппса, атмосферный CO2 с 1958 года изображается на графике, известном как кривая Килинга). Учитывая столь резкий рост концентрации CO2 за столь короткий период, ученые опасаются, что повышение температуры воздуха и ощутимые результаты станут лишь вопросом времени. Яркие свидетельства изменения климата в региональном и глобальном масштабах появились с конца XX века, наиболее очевидными из которых являются сокращение площади арктических льдов и кластер самых теплых средних значений глобальной температуры поверхности, наблюдавшихся в период с 2000 года по настоящее время.
В результате контроль над выбросами углерода, а также других парниковых газов стал глобальным приоритетом. Парижское соглашение 2015 года, как и Киотское соглашение 1997 года, которое оно заменило, призвано контролировать и снижать концентрацию парниковых газов в атмосфере. Конечной целью Парижского соглашения было создание правового механизма, с помощью которого страны могли бы установить жесткие целевые показатели выбросов парниковых газов, чтобы удержать температуру нижних слоев атмосферы Земли значительно ниже критического порога в 2 °C (3,6 °F) по сравнению с доиндустриальной температурой. Соглашение стало полностью законным и обязательным к исполнению 4 ноября 2016 года.
