Cauze
Clima se schimbă datorită forcingului extern, în funcție de influența deplasării pe orbită în jurul Soarelui, erupțiilor vulcanice și efectului de seră. Ponderea diverselor cauze ale încălzirii este în studiu, dar consensul oamenilor de stiinta este că principala cauză este creșterea concentrației gazelor cu efect de seră datorită activităților umane din epoca industrializării. În special în ultimii 50 de ani, când se dispun de date detaliate, acest lucru este evident. Cu toate astea, există și alte ipoteze, care atribuie încălzirea variațiilor activității solare.
Efectele forcingului nu sunt instantanee. Inerția termică a solului și oceanelor duce la presupunerea că starea curentă a climei nu este în echilibru cu forcingurile. Studiile pe modelele climatice indică că, chiar dacă concentrațiile gaselor cu efect de seră s-ar menține la cele ale anului 2000, clima tot s-ar mai încălzi cu 0,5 °C.
Efectul de seră
Efectul de seră este un fenomen natural prin care o parte a radiației terestre în infrarosu este reținută de atmosfera terestră. Efectul se datorează gazelor cu efect de seră care reflectă înapoi această radiație. Principalul element responsabil de producerea efectului de seră sunt vaporii de apa, cu o pondere de 36 - 70 % urmați de dioxidul de carbon, cu o pondere de 9 - 26 %, metanul, cu o pondere de 4 - 9 % și ozonul, cu o pondere de 3 - 7 %. Alte gaze care produc efect de seră, însă cu ponderi mici, sunt protoxidul de azot hidrofluorocarburile, perfluorocarburile și fluorura de sulf.
Vaporii de apă
Efectul de seră al vaporilor de apă este natural și nu există nicio posibilitate tehnică de a influența cantitatea de vapori de apă din atmosferă în afară de încercarea de a reduce temperature. Deși vaporii de apă sunt principalul gaz cu efect de seră, nu cu privire la el trebuie luate măsuri în cazul încălzirii globale.
Fenomene sinergice
Vulcanismul este un factor a cărui importanță a fost subestimată până recent. Vulcanismul contribuie la încălzirea globală în două moduri:
· prin gazele cu efect de seră (în general CO2) care sunt conținute în magma;
· prin cenușa vulcanică, și aerosolii sulfurosi care obturează radiația solară.
Efectul antropic
Activitatea umană în perioada industrializării a dus la:
· Emisii de dioxid de carbon ca urmare a arderii combustibililor fosili pentru transporturi, încălzire, climatizare, producerea curentului electric în termocentrale și în industrie. Creșterea emisiilor de CO2 este agravată de defrișări, care se datorează tot activității omului, defrișări care reduc cantitatea de CO2 absorbită de plante.
· Emisii de metan, ca urmare a activitztilor agricole, cum ar fi creșterea vacilor și cultivarea orezului, datorită scăpărilor prin neetanșeitățile conductelor de transport și distribuție a gazului metan precum și datorită utilizării solului.
· Emisii de N2O ca urmare a folosirii îngrășămintelor chimice și a arderii combustibililor fosili.
· Emisii de compuși halogenați datorită utilizării freonilor în instalatiile frigorifice, în instalațiile pentru stingerea incendiilor și ca agent de propulsie în sprayuri, precum și datorită utilizării hexafluorurii de sulf ca protecție împotriva arcurilor electrice.
· Creșterea concentrației aerosolilor, ca urmare a activităților industriale, de exemplu mineritul la suprafață.