По определению, изменение климата — это периодическая модификация климата Земли, вызванная изменениями в атмосфере и взаимодействием между атмосферой и другими геологическими, химическими, биологическими и географическими факторами в системе Земли. Все живые существа реагируют на климат и его изменения, даже если эти изменения малозаметны и временны. Среди наиболее заметных примеров — сбрасывание листьев цветущими растениями при недостатке воды, поиск укрытий и спячка у животных в ответ на похолодание или засуху. Похоже, что жизнь на Земле в той или иной степени приспособлена к тому, чтобы переносить изменения климата, и это является доказательством того, что климат меняется, но наш собственный опыт, полученный на протяжении жизни, а также научные данные также доказывают, что климат меняется.
С определенной точки зрения, ежедневная погода может считаться одним из видов изменения климата. В течение дня температура повышается и понижается, ветер меняет скорость и направление, а дождь и снег проходят через разные районы в течение дня. Хотя мы можем ощущать каждое из этих явлений, такие сиюминутные изменения обычно остаются в стороне от обсуждения климата. Погода — это просто набор атмосферных условий в одном месте в один ограниченный период времени. Климат же подразумевает среднее состояние атмосферы в течение длительного периода времени (например, нескольких десятилетий или более) в данном месте.
В каждом месте на Земле наблюдаются сезонные изменения климата (хотя в некоторых тропических регионах эти изменения могут быть незначительными), которые вызваны сезонными изменениями количества солнечного света (солнечной радиации), попадающего в атмосферу и на поверхность Земли. Климатические изменения происходят и из года в год; они включают засухи, наводнения и другие явления, вызванные сложным комплексом факторов и взаимодействий в системе Земли, включая модели циркуляции атмосферы и океана (такие как Эль-Ниньо, Ла-Нинья, Североатлантическая осцилляция и т. д.), которые влияют на траектории штормов и перемещения воздушных масс. Климатические колебания происходят также на временных масштабах, длящихся десятилетиями, с группами влажных, сухих, прохладных или теплых условий, которые продолжаются несколько лет подряд для определенных мест. На временных масштабах в тысячи лет, выходящих за пределы человеческой жизни, климат реагирует на прецессию (медленное вращение или «колебание») земной оси, наклон (косоугольность) планеты и изменения эллиптической формы (эксцентриситета) земной орбиты. Взаимодействуя друг с другом, эти явления определяют количество солнечного света (а значит, и солнечного тепла), получаемого различными частями земной поверхности в разные сезоны года. Мы также должны учитывать, что количество лучистой энергии, получаемой Землей от Солнца, медленно увеличивается, что со временем добавляет все больше и больше энергии в смесь.
Реально ли изменение климата? Описанные выше природные явления свидетельствуют о том, что это так, но это еще не вся история. Деятельность человека также влияет на климат, и ученые единодушно уверены, что влияние этой деятельности играет все большую роль в определении того, какую форму принимает климат Земли.
Около 97 процентов ученых, занимающихся исследованиями климата, согласны с тем, что большая часть потепления, наблюдаемого с начала 1900-х годов, с большой вероятностью является результатом деятельности человека. Это подтверждается несколькими фактами. Одна из основных линий связана с концепцией радиационного форсинга, то есть нагревательного эффекта, обеспечиваемого различными факторами влияния (такими как альбедо, или отражательная способность, земли и воды, а также концентрация определенных газов и твердых частиц в атмосфере). Компонент радиационного форсинга может быть положительным (когда он способствует потеплению) или отрицательным (когда он охлаждает поверхность Земли). Если рассматривать потепление с точки зрения энергетического бюджета, то в среднем на каждый квадратный метр поверхности Земли в год приходится около 342 ватт солнечной радиации, и это количество, в свою очередь, может быть связано с повышением или понижением температуры поверхности Земли. Влияние положительных факторов (которые в основном преобладают в результате роста концентрации парниковых газов [углекислый газ, метан, оксиды азота и другие газы, поглощающие инфракрасную энергию, выделяемую поверхностью Земли после захода солнца каждый день]) превысило охлаждающее влияние аэрозолей (таких как диоксид серы, образующийся при извержении вулканов и в промышленности) и других отрицательных факторов, добавив с середины XX века эквивалент чуть более двух ватт на квадратный метр. Другие свидетельства, включая уменьшение площади арктического морского льда и рост средней глобальной температуры
