氣候變化/變化證據
透過使用化學、地質學甚至天文學的各種方法，過去的氣候變化是眾所周知的。這些包括過去 200 萬年的相對週期性的冰河時代，以及白堊紀和其他地質年代的更加奇特的氣候。在如此長的時間尺度上，氣候變化的主要原因必須與到達地球的陽光（日照）的變化、海洋熱量傳輸的重大變化或火山噴發或隕石撞擊等“外部”強迫有關。更近，人類引起的變化（人為）可能是一種強烈的氣候強迫。在過去 30 年或更長時間裡，大量的研究集中在量化地球的氣候及其變化。結果表明，全球平均表面溫度現在比至少 150 年前更溫暖。地表溫度的變化趨勢與大氣二氧化碳的變化趨勢密切相關。目前的趨勢正在上升，有記錄以來最熱年份都在過去十年。 IPCC
事實上，根據美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）編制的資料，2012 年是自 1880 年開始記錄以來的第十個最熱年份[1]。全球地表溫度估計為 14.47°C（比 20 世紀平均 13.9°C 高 0.57°C）。令人驚奇的是，2012 年是連續第 36 年全球年平均氣溫高於平均水平，這意味著世界上超過一半的人從未經歷過（全球）平均年份（中位年齡為 28.4 年，[2]）。
全球平均地表溫度持續上升，但並非每年都是有史以來最熱的一年。全球平均地表溫度存在變化。這些變化是由輻射強迫的小偏差或深海吸收熱量速率的波動引起的。長期趨勢提供了升溫速率的量度。根據 IPCC AR4，將線性趨勢線透過 20 世紀末和 21 世紀初的觀測值，可以估算出每十年 0.13 °C [0.10 至 0.16 °C] 的升溫速率。
現在，地球從太陽吸收的能量比它向太空發射的能量多 0.85±0.15 W m-2。（Hansen 等人，2005 年，Science 第 308 卷）
右邊的地圖顯示了直接測量的溫度變化的表示。它顯示了 2000 年至 2009 年十年平均的溫度異常圖，單位為開爾文（攝氏溫標，與攝氏度相同）。這些異常值相對於 1961 年至 1990 年的基準期。構成 HadCRUT3 資料集的測量資料包括來自至少 3000 個氣象站的陸地觀測資料，這些資料至少每月更新一次。對於海洋區域，使用船舶觀測資料，詳細資訊包含在已發表的論文中（Jones & Moberg 2003 和 Rayner 等人 2003）。
右圖還顯示了 HadCRUT3 資料集的時間序列。雖然溫度異常在 19 世紀後期相當均勻，但 20 世紀顯示出強烈的上升趨勢。該趨勢分為兩個階段：早期從大約 1900 年上升到大約 1940 年，然後是幾乎沒有升溫（甚至略有下降）直到 1970 年代，然後是 1980 年之前到現在的快速上升。這三個階段被認為是由不同的強迫因素驅動的。20 世紀初的升溫是由二氧化碳增加和太陽活動增加共同引起的。世紀中葉的降溫和穩定時期緊隨工業化和第二次世界大戰的快速發展之後，戰後工業活動向大氣中排放了大量的顆粒物。這些被稱為氣溶膠的顆粒物反射陽光，導致所謂的“全球變暗”，從而減少了到達地表的陽光，從而降低了全球氣溫。1980 年左右之後，後期的升溫主要由二氧化碳引起，因為隨著空氣汙染受到更加嚴格的管控，二氧化碳成為比變暗氣溶膠更強的強迫因素，而二氧化碳的濃度則持續上升。（參考 [[3]])
對這些全球溫度變化模式的分析真正揭示了許多因素共同影響了全球平均氣溫。氣候學的一個分支學科應運而生，試圖量化各種因素對觀測到的氣候變化的貢獻；這個領域通常被歸類為歸因研究。最近的一個例子是 Foster & Rahmstorf (2011)，該研究試圖從 20 世紀末和 21 世紀初的氣候記錄中消除自然因素。他們能夠解釋厄爾尼諾-南方濤動、火山和太陽活動等因素，將剩餘的趨勢歸因於人為因素。他們的結論是，幾乎所有觀測到的溫度趨勢都與輻射強迫有關，而輻射強迫最終是由於燃燒化石燃料造成的二氧化碳濃度上升。
雖然以上例子顯示了 20 世紀溫度變化的證據，但最近的氣候變化在其他眾多氣候指標中也有所體現。一個例子是北極海冰的範圍。在過去幾十年裡，隨著氣候變化，北冰洋海冰覆蓋面積出現了前所未有的下降，特別是在溫暖季節的後期，也是海冰融化季節（Kinnard 等人 2011）。跟蹤這些變化的最直接方法是使用衛星觀測資料。右邊的圖顯示了 1979 年 9 月和 2010 年 9 月的北極海冰濃度（以百分比表示），這些資料來自一組被動微波觀測資料 [NSIDC]。這兩個月展示了北冰洋海冰覆蓋範圍變化的一個例子：2010 年 9 月的海冰比 1979 年少得多。9 月是融化季節的結束，因此這些地圖說明了這些年份的海冰最小覆蓋範圍。地圖下方的時間序列顯示了 1978 年後期到 2010 年的月平均海冰範圍。海冰範圍是指海冰濃度至少為 15% 的區域。海冰範圍的年週期非常大，大多數年份都在 1500 萬平方公里和 600 萬平方公里之間波動。檢視特定月份可以更明顯地看到長期趨勢。時間序列圖中的藍線突出顯示了 9 月份的海冰範圍，可以清楚地看到 9 月份海冰最小範圍正在下降。濃度和範圍都表示冰覆蓋的面積，但同樣重要的是海冰的體積。觀測結果表明海冰體積出現了顯著下降，類似於海冰範圍的下降。即使在冬季，體積也比範圍下降得更快；這是因為冬季形成的冰很薄，而且隨著厚冰（能夠在夏季存活下來）消失，體積越來越小。
另一個反映氣候變化的指標是過去幾十年觀測到的全球海平面上升。有兩個主要因素對全球平均海平面變化很重要。首先，隨著近地表溫度升高，熱量流入海洋表層水體。當水溫升高時，水會略微膨脹，類似於其他材料。這種直接的溫度效應被稱為海平面的靜力效應。第二個主要因素是海洋質量平衡的變化。隨著氣候變暖，陸地上被封存的冰開始融化。這些融化的冰大部分都流入了海洋，要麼直接流入，比如格陵蘭島和南極洲的冰川崩解，要麼透過河流和溪流流入海洋。最近的估計表明，這兩種效應共同導致了長期海平面上升趨勢，即每年上升超過 3 毫米。 [4]
地球氣候正在變化的一些觀測到的證據包括
- 全球氣溫正在上升
- 冰川融化
- 海平面上升
- 天氣模式變得越來越難以預測
- 天氣和氣溫的季節性正在發生變化