Global oppvarming

Verdenskart som viser overflatetemperaturtrender (°C per tiår) mellom 1950 og 2014.^[2]

Utslipp av karbondioksid (CO₂) relatert til fossilt brensel sammenlignet med fem av IPCCs Special Report on Emissions Scenarios utslipps-scenarier, utgitt i 2000. Ujevnhetene er relatert til økonomiske nedgangstider. Bildekilde: Skeptical Science.

Varmerelaterte utslipp av karbondioksid siden år 1900. Bildekilde: EPA

Global oppvarming og klimaendringer er den århundrelange stigningen i den gjennomsnittlige temperaturen i jordens lavere atmosfære og havene og de tilhørende effekter. Det er mange vitenskapelige holdepunkter for at klimaet, ofte omtalt som klimasystemet, bestående av jordens atmosfære, hydrosfæren, kryosfæren, litosfæren og biosfæren, blir varmere. Mange av de observerte endringene siden 1950-årene har ikke blitt observert i temperaturmålinger som strekker seg tilbake til midten av 1800-tallet eller i klimaproxy-data (avledet av blant annet årringer, sedimenter, iskjerneprøver) som strekker seg over tusenvis av år.

FNs klimapanel (IPCC) fastslo i sin femte hovedrapport fra 2014 at det er stor enighet blant forskere om at det er «ekstremt sannsynlig» («extremely likely») at menneskeskapte pådriv er den dominerende årsaken til den observerte oppvarmingen siden midten av 1900-tallet. Foreløpig vil omtrent halvparten av den karbondioksiden som frigjøres fra brenning av fossilt brensel, forbli i atmosfæren. Resten blir absorbert av vegetasjon og hav. Globale klimamodeller anslår at i løpet av det 21. århundre vil den globale overflatetemperaturen stige ytterligere. Det er anslått en økning på 0,3 til 1,7 ℃ for det laveste utslippsscenariet og 2,6 til 4,8 ℃ for de høyeste. I den vitenskapelige litteraturen er det en sterk enighet om at den globale overflatetemperaturen har økt de siste tiårene, og at trenden hovedsakelig skyldes menneskeskapte utslipp av klimagasser. Ingen vitenskapelige organer av nasjonal eller internasjonal betydning har vært uenig i dette synet.

Forventede effekter av global oppvarming er økt global temperatur, stigende havnivå, endring av nedbørmønstre og ørkenspredning i subtropene. Oppvarmingen er forventet å være større over land enn over hav og størst i Arktis, med reduksjon av isbreer, permafrost og havis. Andre endringer kan bli hyppigere ekstremvær, inkludert hetebølger, tørke, kraftig regn med oversvømmelser og kraftige snøfall, havforsuring og utryddelse av arter på grunn av skiftende temperaturregimer. Alvorlige konsekvenser for mennesker og samfunn er risiko for matsikkerheten på grunn av minkende avlinger, samt avfolking av bebodde områder på grunn av stigende havnivå. Klimasystemet har stor «treghet», og klimagasser vil bli værende i atmosfæren i lange tider, og derfor vil mange av disse effektene ikke bare eksistere i flere tiår eller århundrer, men i titusener av år.

Mulige tiltak mot global oppvarming er utslippsreduksjon, tilpasning til dens virkninger og mulig fremtidig manipulering av klimaet ved hjelp av menneskelige inngrep (engelsk: geo-engineering). De fleste land i verden har undertegnet klimakonvensjonen (UNFCCC) og vedtatt en grense for oppvarming på godt under 2 ℃. Partene i klimakonvensjonen er enige om at store kutt i utslippene er nødvendig.

I 1950 antydet forskning økende temperaturer, og i 1952 rapporterte en avis om «klimaendringer». Dette begrepet dukket opp neste gang i november 1957 i avisen The Hammond Times, som beskrev Roger Revelles forskning på effektene av økende menneskeskapte CO₂-utslipp på drivhuseffekten: «en storskala global oppvarming, med radikale klimaendringer som følge». Begge betegnelser ble bare brukt sporadisk frem til 1975, da Wallace Smith Broecker publiserte en vitenskapelig artikkel om emnet, kalt «Climatic Change: Er vi på randen av en tydelig global oppvarming». Uttrykket begynte da å komme inn i vanlig bruk, og i 1976 sa den sovjetiske klimaforskeren Mikhail Budyko at «en global oppvarming har startet», noe som ble gjort viden kjent.^[3] Andre studier, for eksempel en rapport fra MIT i 1971, refererte til menneskelig påvirkning som «utilsiktet klimamodifikasjon», men en innflytelsesrik studie fra National Academy of Sciences fra 1979 ledet av Jule Charney etterfulgte Broecker i å bruke global oppvarming for stigende overflatetemperaturer, men beskrev de bredere virkningene av økt CO₂ som klimaendringer.^[4]

I 1986 og november 1987 ga klimaforsker James Hansen fra NASA vitnesbyrd i den amerikanske kongressen om global oppvarming. Det var økende hetebølger og tørkeproblemer sommeren 1988, og da Hansen vitnet i en høring i Senatet 23. juni, utløste han en verdensomspennende interesse for temaet.^[5] Han sa: «Global oppvarming har nådd et nivå slik at vi kan tillegge med en høy grad av tillit et årsak- og virkningsforhold mellom drivhuseffekten og den observerte oppvarmingen.»^[6] Den offentlige oppmerksomheten økte i løpet av sommeren, og global oppvarming ble den dominerende folkelige termen som vanligvis brukes både av media og i den offentlige debatten.^[4]

I en artikkel fra NASA i 2008 om begrepsbruk har Erik M. Conway definert global oppvarming som «økningen i jordens gjennomsnittlige overflatetemperatur på grunn av økende nivåer av klimagasser», mens klimaendringer er «en langsiktig endring i jordens klima, eller på en region av jorden.» Fordi effekter som for eksempel endrede nedbørmønstre og stigende havnivå sannsynligvis vil ha mer innflytelse enn temperaturen alene, mente han at globale klimaendringer var en mer vitenskapelig korrekt term, og i likhet med FNs klimapanel vil også NASAs nettside understreke denne bredere sammenhengen.^[4]

Global oppvarming og klimaendringer er betegnelser som benyttes for den observerte økningen av gjennomsnittstemperaturen i jordens klimasystem (og effekter relatert til denne) i tiden siden den andre industrielle revolusjon (cirka 1880).^[10][11][12] Det er flere vitenskapelige holdepunkter for at klimasystemet er under oppvarming.^[13][14][15] For øvrig betegner klimasystem det svært komplekse systemet bestående av jordens atmosfære, hydrosfæren, kryosfæren, litosfæren og biosfæren, og samspillet mellom disse. Dette systemet har sin egne indre dynamikk, i tillegg til at det påvirkes av ytre faktorer som solinnstråling og atmosfærens sammensetning av gasser.^[16]

Selv om økningen av den atmosfæriske temperaturen nær jordoverflaten er et mål på global oppvarming og mye omtalt i massemedia, har det meste av den ekstra energien som er lagret i klimasystemet siden 1970, gått med til å varme opp verdenshavene. Resten har smeltet is og varmet opp kontinentene og atmosfæren^[17][a] Mange av de observerte endringer siden 1950-årene er enestående i løpet av de siste tusenvis til titusenvis av år.^[18]

Den gjennomsnittlige globale overflatetemperaturen (land og hav) viser en oppvarming på 0,85 °C i perioden 1880–2012, basert på flere uavhengig produserte datasett.^[19] Jordens gjennomsnittlige overflatetemperatur økte med 0,74 ±0,18 °C i perioden 1906–2005. Raten for oppvarming er nesten doblet i siste halvdel av denne perioden (0,13 ±0,03 °C per tiår, versus 0,07 ±0,02 °C per tiår).^[20]

Den gjennomsnittlige temperaturen i den nedre troposfæren har økt mellom 0,13 og 0,22 °C per tiår siden 1979, ifølge temperaturmålinger fra satellitt. Klimaproxyer (indirekte klimaindikatorer) viser at temperaturen har vært relativt stabil over ett eller to tusen år før 1850, med regionalt varierende svingninger som den varme perioden i middelalderen og den lille istid.^[21]

Den oppvarmingen som er tydelig i de instrumentelle måleseriene for temperatur, er forenlig med et bredt spekter av observasjoner, som også er dokumentert av mange uavhengige forskningsgrupper.^[22] Eksempler er havnivåstigning,^[23] omfattende smelting av snø og is på land,^[24] økt varmeinnhold i havene,^[22] økt luftfuktighet,^[22] og tidligere vår,^[25] som vises ved tidspunkt for blomstring.^[26] Sannsynligheten for at disse endringene kunne ha skjedd ved en tilfeldighet, er tilnærmet lik null.^[22]

Temperaturendringene som anses å følge av global oppvarming, varierer over hele kloden. Siden 1979 har landtemperaturene økt omtrent dobbelt så raskt som temperaturene målt i hav (0,25 °C per tiår mot 0,13 °C per tiår).^[27] Havtemperaturer øker saktere enn landtemperaturer på grunn av større effektiv varmekapasitet i havene og fordi havet mister mer varme ved fordampning.^[28] Siden begynnelsen av industrialiseringen har temperaturforskjellen mellom jordens to halvkuler (nordlige og sørlige halvkule) økt på grunn av smelting av havis og snø i nord.^[29] Gjennomsnittlige temperaturer i Arktis har økt nesten dobbelt så raskt som i resten av verden de siste 100 år, arktiske temperaturer er imidlertid også svært variable.^[30] Selv om flere klimagasser slippes ut på den nordlige enn på den sørlige halvkule, bidrar dette ikke til forskjellen i oppvarmingen fordi de dominerende drivhusgasser har en levetid som er lang nok til å spres i atmosfæren over hele kloden.^[31]

Verdenshavenes termiske treghet og trege reaksjoner fra andre indirekte effekter gjør at klimaet kan bruke århundrer eller mer på å tilpasse seg endringer i strålingspådriv. En studie av klimaforpliktelser konkluderte med at hvis klimagasser ble stabilisert ved år 2000-nivå, ville overflatetemperaturene fortsatt øke med om lag en halv grad celsius,^[32] mens en annen studie viste at hvis klimagassene ble stabilisert på 2005-nivå, kan overflateoppvarmingen komme til å overstige en hel grad celsius. Noe av denne overflateoppvarmingen vil bli drevet av tidligere naturlige krefter som fortsatt søker seg mot likevekt i klimasystemet. En studie ved hjelp av en svært forenklet klimamodell viser at disse akkumulerte klimagassene fra fortiden kan utgjøre så mye som 64 % av bidragene til overflateoppvarming i 2050. Dermed vil deres påvirkning svekkes med tid i forhold til det menneskelige bidraget.^[33]

Global temperatur er gjenstand for kortsiktige svingninger som dekker langsiktige trender, og som midlertidig kan skjule disse. Den relative stabiliteten i overflatetemperatur i årene 2002–2009, som har blitt kalt den globale oppvarmingspausen av media og enkelte forskere,^[34] passer med det vi forventer av en slik naturlig kuldeperiode.^[35][36] Oppdateringer i 2015 som tok hensyn til ulike metoder for temperaturmålinger av havoverflaten, viste en positiv utvikling for det siste tiåret.^[37][38]

16 av de 17 varmeste årene som er målt, er etter 2000.^[39] Mens rekordårene får betydelig interesse i media, er enkeltår mindre viktig enn den generelle trenden. Noen klimaforskere har kritisert den oppmerksomheten som media gir til «varmeste års statistikk». Spesielt kan havets svingninger, slik som den sørlige oscillasjonen av El Niño, føre til at temperaturene for et gitt år blir uvanlig høye eller lave av grunner som ikke er relatert til den generelle utviklingen i klimaendringer. Klimaforskeren Gavin Schmidt uttalte at «de langsiktige trender eller den forventede sekvensen av målingene er langt viktigere enn om et enkelt år er en rekord eller ikke».^[40]

Drivhuseffekten vist skjematisk med energiflyt mellom verdensrommet, atmosfæren og jordas overflate. Energiutvekslinger med tall er uttrykt i watt per kvadratmeter (W/m²).

Denne grafen, kjent som Keeling-kurven, dokumenterer økning av atmosfæriske karbondioksidkonsentrasjoner 1958–2022. Månedlig CO₂-målinger viser sesongsvingningene i en oppadgående trend: Hvert års maksimale verdi oppstår på den nordlige halvkule sent på våren og avtar i løpet av vekstsesongen ettersom planter fjerner noe atmosfærisk CO₂.

Klimaendringer som skyldes faktorer internt i klimasystemet, skjer ofte og kan ha effekter som varer noen år eller tiår. Ved slike klimavariasjoner er det ingen nettoendring av varmemengden i systemet som helhet; det er bare transport av varme fra noen deler av systemet til andre ved hjelp av vind og havstrømmer. Et typisk eksempel er El Niño-fenomenet. Ved større og mer langvarige endringer i klimasystemet skjer det endringer i den totale varmemengden, noe som har sin årsak i ytre faktorer (pådriv). Slike pådriv kan være naturlige og skyldes for eksempel endringer i mengden solstråling som når jorden, eller vulkanutbrudd. De siste 100–150 år har menneskehetens virksomhet skapt nye typer pådriv. For eksempel fører økte mengder drivhusgasser i atmosfæren til oppvarming (positivt pådriv), mens småpartikler som aerosoler reflekterer sollyset og fører til nedkjøling (negativt pådriv).^{[41][42][43][44] [45]}

Den vitenskapelige forståelsen av den globale oppvarmingen øker.^[46] FNs klimapanel (IPCC) fastslo i sin femte hovedrapport fra 2014 at det er stor enighet blant forskere om at det er «ekstremt sannsynlig» («extremely likely»)^[47] at menneskeskapte pådriv er den dominerende årsaken til den observerte oppvarmingen siden midten av 1900-tallet.^[48][49] Endringer i solenergi og naturlig intern variabilitet kan bare bidra marginalt til å forklare de observerte endringene i klimaet i løpet av det siste århundre, og det er ikke noe overbevisende bevis for at naturlige sykluser i observasjonsdataene kan forklare de observerte endringene i klimaet. (Svært høy konfidens).^[50]

Havene og jordens skoger og annen vegetasjon absorberer rundt halvparten av den karbondioksiden som frigjøres. Resten blir i atmosfæren og bidrar til forsterket drivhuseffekt og klimaendringer. Denne 50/50-fordelingen har holdt seg de siste 50–100 år, men det er usikkert i hvor stor grad hav og skoger kan fortsette å ta imot karbondioksid fra det stadig økende forbruket av fossilt brensel, samtidig som skogarealet minker.^[51]

Drivhuseffekten er et resultat av at gasser i en planets atmosfære slipper inn mer solstråling enn det som stråles ut. Restenergien absorberes av planetens overflate (land og hav) og av atmosfærens lavere lag, som derved blir varmere. Det var den franske fysikeren Joseph Fourier som i 1820-årene lanserte teorien om at atmosfæren kan virke isolerende, og han omtales ofte som «drivhuseffektens far».^[52][53] Teorien ble videreutviklet av iren John Tyndall, som i 1860–1861 påviste at vanndamp er det vi i dag kaller en drivhusgass.^[54].

Drivhuseffekten ble første gang undersøkt kvantitativt av den svenske fysikeren og kjemikeren Svante Arrhenius i 1896, som også påviste karbondioksidens betydning.^[55] Fra 1930-årene og utover ble nye modeller utviklet, blant annet av Guy Stewart Callendar, som påviste betydningen av menneskets virksomhet.^[56][57] Charles David Keeling begynte i slutten av 1950-årene med systematiske målinger av CO₂ i atmosfæren, blant annet på toppen av Mauna Loa på Hawaii.^[58]

Årlige globale klimagassutslipp i 2010 etter sektor.

Prosentvis andel av verdens samlede energirelaterte CO₂-utslipp mellom 1751 og 2012 på tvers av ulike regioner.

På jorden forårsaker de naturlig forekommende mengder klimagasser at lufttemperaturen nær overflaten blir 33 °C varmere enn den ville vært uten disse.^[59][b] Uten jordas atmosfære ville dens gjennomsnittstemperatur være godt under frysepunktet til vann.^[60] De viktigste klimagassene er vanndamp, som gir cirka 36–70 % av drivhuseffekten; karbondioksid (CO₂) bidrar til 9–26 %; Metan (CH₄) gir 4–9 %; og ozon (O₃) gir 3–7 %.^[61][62][63] Skyer påvirker også strålingsbalansen fordi de gir et drivhuslignende bidrag.

Menneskelig aktivitet har siden den industrielle revolusjon økt mengden av drivhusgasser i atmosfæren, noe som fører til økt strålingspådriv fra CO₂, metan, ozon i troposfæren, klorfluorkarboner og dinitrogenoksid (lystgass). Ifølge en studie publisert i 2007 har konsentrasjonen av CO₂ og metan økt med henholdsvis 36 % og 148 % siden 1750.^[64] Disse nivåene er høyere enn noen gang i løpet av de siste 800 000 år, som er den perioden der pålitelige data er hentet fra iskjerneprøver.^{[65][66][67][68]} Mindre direkte geologiske bevis indikerer at CO₂-verdier høyere enn dette har vært tilstede for rundt 20 millioner år siden.^[69] Energiproduksjon av fossilt brensel står bak om lag tre fjerdedeler av økningen i CO₂ fra menneskelig aktivitet i løpet av de siste 20 årene. Resten av denne økningen skyldes hovedsakelig endringer i arealbruk, spesielt avskoging.^[70] En annen betydelig kilde til menneskeskapt CO₂ som ikke er relatert til energibruk, er utslippene fra brenning av kalkstein for sementproduksjon, en kjemisk prosess som frigjør CO₂.^[71] Estimater for globale CO₂ -utslipp i 2011 fra forbrenning av fossilt brensel, herunder sementproduksjon og fakling av gass, var 34,8 milliarder tonn (9,5 ± 0,5 PgC), en økning på 54 % av utslippene i 1990. Kull var ansvarlig for 43 % av de totale utslippene, olje 34 %, gass 18 % , sement 4,9 % og gassfakling 0,7 %.^[72]

I mai 2013 ble det rapportert at avlesninger for CO₂ tatt på verdens primære referansested i Mauna Loa-observatoriet hadde nådd 400 ppm. Ifølge professor Brian Hoskins er dette trolig første gang CO₂-nivået har vært så høyt på cirka 4,5 millioner år.^[73][74] Månedlige globale CO₂-konsentrasjoner oversteg 400 ppm i mars 2015, trolig for første gang på flere millioner år.^[75] Den 12. november 2015 rapporterte NASA-forskere at menneskeskapt karbondioksid fortsetter å øke over nivåer som ikke har vært oversteget på hundretusener av år: I dag blir omtrent halvparten av alt karbondioksid frigjort fra forbrenning av fossilt brensel ikke absorbert av vegetasjon og hav, og dermed forblir det i atmosfæren.^[51]

I løpet av de tre siste tiårene av 1900-tallet var bruttonasjonalproduktet per innbygger og befolkningsvekst de viktigste driverne for økning i utslipp av klimagasser.^[76] CO₂-utslippene fortsetter å stige på grunn av forbrenning av fossilt brensel og arealbruksendringer.^[77][78]:71 Arealbruksendring gjelder blant annet torvmyrer, som på tross av at de bare dekker 3 % av jordens landmasser inneholder 30 % av alt karbon som er lagret i jordsmonn og planter, dobbelt så mye som alle verdens skoger som utgjør dekker 31 % av kontinentene.^[79][80] Utslippene kan tilskrives ulike regioner. Kalkulasjon av utslipp som følge av endringer i arealbruk er beheftet med betydelig usikkerhet.^[81][82]:289

Scenarier for utslipp, det vil si anslag for endringer i fremtidige utslipp av klimagasser, har blitt utarbeidet, men er avhengig av usikre økonomiske, sosiologiske, teknologiske, og naturlige utviklinger.^[83] I de fleste scenarier fortsetter utslippene å stige i løpet av dette århundret, mens i andre blir utslippene redusert.^[84][85] Fossile energireserver finnes i rikt monn, dermed vil ikke tilgangen på disse begrense karbonutslippene i det 21. århundre.^[86] Utslippsscenarier kombinert med modellering av karbonkretsløpet har blitt brukt til å utarbeide estimater for hvordan atmosfæriske konsentrasjoner av klimagasser kan endre seg i fremtiden. Anvendes de seks «markør»-scenarier fra IPCC Special Report on Emissions Scenarios, antyder modellene at innen år 2100 vil den atmosfæriske konsentrasjonen av CO₂ variere mellom 541 og 970 ppm.^[87] Dette er 90-250 % over konsentrasjonen som var i år 1750.

Massemedia og allmennheten lar seg ofte forvirre av forskjellen mellom den globale oppvarmingen på den ene siden, og skader på ozonlaget på den andre. Det siste vil si nedbryting av ozon i stratosfæren forårsaket av klorfluorkarboner.^[88][89] Selv om det er noen sammenhenger mellom nedbryting av ozonlaget og global oppvarming, er forholdet mellom de to mekanismene ikke sterke. Redusert stratosfærisk ozon har hatt en svak avkjølende effekt på jordens overflatetemperaturer, mens økt troposfærisk ozon har hatt en noe større oppvarmende effekt.^[90]

Global dimming er en gradvis reduksjon i mengden av direkte global bestråling på jordens overflate. Fenomenet ble observert fra 1961 til minst 1990.^[91] Luftbårne partikler kjent som aerosoler blir produsert av vulkaner og forurensning, og antas å være den viktigste årsaken til dimming. De utøver en kjølende effekt ved å øke refleksjonen av innkommende sollys. Virkningene av forbrenningsproduktene fra energiproduksjon med fossilt brensel, som CO₂ og aerosoler, har delvis motvirket hverandre i de siste tiårene. Det betyr at netto oppvarming de siste tiårene har skjedd på grunn av økningen i andre klimagasser enn CO₂, slik som metan.^[92]

Strålingspådrivet som skyldes aerosoler, er tidsmessig begrenset på grunn av de prosessene som fjerner aerosoler fra atmosfæren. Fjerning som forårsakes av skyer og nedbør, gir troposfæriske aerosoler en levetid på bare én uke, mens stratosfæriske aerosoler kan forbli i atmosfæren i noen år. Karbondioksid har en levetid på et århundre eller mer, og dermed vil endringer av innholdet av aerosoler bare forsinke klimaendringene på grunn av karbondioksid.^[93] Svart karbon eller sot (fra engelsk: «black carbon») kommer på andreplass, etter karbondioksid, for sitt bidrag til den globale oppvarmingen.^[94]

I tillegg til sin direkte effekt på spredning og absorbering av solstråling, har aerosoler en indirekte virkninger på Jordens strålingsbalanse. Sulfataerosoler fungerer som kondensasjonskjerner som dermed fører til at skyer får flere og mindre skydråper. Disse skyene reflekterer solstrålingen mer effektivt enn skyer med færre og større dråper, et fenomen kjent som Twomey-effekt.^[95] Denne effekten fører også til at dråper i skyer får mer ensartet størrelse, noe som reduserer veksten av regndråper og gjør skyen mer reflekterende med hensyn til innkommende sollys. Dette er kjent som Albrecht-effekt.^[96] Indirekte effekter er mest merkbare i marine stratusskyer, og har svært liten strålingseffekt på konvektive skyer. Indirekte effekter av aerosoler utgjør den største usikkerheten i strålingspådriv.^[97]

Sot kan både ha en kjølende og varmende effekt på jordens klimasystem, avhengig av om det er luftbårent eller om det avsettes. Atmosfærisk sot absorberer direkte solstråling, som da varmer opp atmosfæren og kjøler overflaten. I isolerte områder med høy produksjon av sot, for eksempel landsbygden i India, kan så mye som 50 % av overflateoppvarmingen på grunn av klimagasser bli maskert av den såkalte asiatiske brune sky.^[98] Når sot blir avsatt, spesielt på isbreer eller på isen i arktiske strøk, vil den nedre overflatealbedo også direkte varme overflaten.^[99] Påvirkningen fra atmosfæriske partikler, inkludert sot, er størst i tropene og subtropene, spesielt i Asia, mens effektene av klimagasser er dominerende i områdene ved tropene og den sørlige halvkule.^[100]

Siden 1978 har variasjoner i solinnstrålingen blitt målt av satellitter.^[103] Disse målingene viser at solens strålingspådriv ikke har økt i denne perioden, slik at oppvarmingen de siste 40 årene ikke kan tilskrives en økning i solenergi som når jorden.

Klimamodeller har blitt brukt til å undersøke hvilken rolle solen har for de siste års klimaendringer.^[104] Modellene er ikke i stand til å reprodusere den raske oppvarmingen som er observert de siste tiårene når de bare tar hensyn til variasjoner i solens energiproduksjon og vulkansk aktivitet. Modellene er imidlertid i stand til å simulere de observerte temperaturendringer gjennom 1900-tallet når de inkluderer alle de viktigste ytre drivkrefter, inkludert menneskelige påvirkninger og naturlig pådriv.

En annen rekke av bevis er ulik temperaturendring for ulike nivåer i jordens atmosfære.^[105] Grunnleggende fysiske lover krever at drivhuseffekten produserer oppvarming av den lavere atmosfæren (troposfæren), men kjøling av den øvre atmosfæren (stratosfæren).^[106][107] Nedbryting av ozonlaget på grunn av utslipp av kuldemedier har også resultert i en sterk avkjølende effekt i stratosfæren. Hvis solens variasjoner var ansvarlige for den observerte oppvarmingen, skulle oppvarming av både troposfæren og stratosfæren kunne forventes.^[108]

Hellingen av jordaksen og formen på jordens bane rundt solen varierer noe over titusener av år. Dette endrer klimaet ved å endre årstider og fordelingen av innkommende solenergi etter breddegrad på jordoverflaten.^{[109][110][111][112]} Banesykluser som er gunstig for å gi istid, er ikke ventet i løpet av de neste 50 000 årene.^[113][114]

Klimasystemet inneholder flere tilbakekoblingsmekanismer som endrer responsen til systemet ved forandringer av de ytre drivkreftene. Positiv tilbakekobling er økning av responsen til klimasystemet ved et begynnende pådrag, mens negative tilbakekoblinger reduserer dem.^[115]

Det finnes en rekke tilbakekoblingmekanismer i klimasystemet, slik som vanndamp, endringer av isens albedoeffekt (utbredelse av snø- og isdekket påvirker hvor mye jordoverflaten absorberer og reflekterer av innkommende sollys), skyer, og endringer i jordens karbonkretsløp (for eksempel frigjøring av karbon fra jordsmonnet).^[116] Den største negative tilbakekoblingen er energien som jordens overflate utstråler i verdensrommet som infrarød stråling.^[117] I henhold til Stefan-Boltzmanns lov vil en dobling av den absolutte temperatur (målt i kelvin),^[c] føre til at utstrålt energi øker med en faktor på 16 (fra 2. til 4. potens).^[118]

Tilbakekoblinger er en viktig faktor for å bestemme hvor sensitivt klimasystemet er med hensyn til økte atmosfæriske konsentrasjoner av klimagasser. Om andre faktorer holdes like, vil en høyere klimafølsomhet bety større økning i temperatur for en gitt økning i klimagasspådraget.^[119] Usikkerhet når det gjelder effekten av tilbakekoblinger, er en viktig grunn til at ulike klimamodeller gir forskjellige beregnede temperatureffekter i ett og samme scenario for økning av klimagasser. Mer forskning er nødvendig for å forstå hvilken rolle skyer^[115] og karbonsyklusens tilbakekoblinger har i klimaprojeksjoner.^[120]

I forbindelse med tilbakekoblingsmekanismer snakker en også om vippepunkter. Dette er «komponenter eller fenomener i klimasystemet som vil ha potensial til å krysse kritiske terskelverdier (fra engelsk: critical thresholds) eller vippepunkter (fra engelsk: tipping points), der en plutselig eller ikke-lineær overgang til en annen tilstand inntrer». Dette kan forårsake store forstyrrelser i menneskelige- og naturlige systemer», og flere av disse kan være irreversible.^[121]

Som eksempler på vippepunkter er konsekvensene av oppvarming av Arktis og Antarktis som kan gi mulige endringer av havstrømmene, jetstrømmene, tining av permafrost og utslipp av klimagasser både fra land og hav, samt økning av havnivået ved smelting av breer og iskapper (for eksempel Grønlandsisen). Passering av slike vippepunkter kan altså få betydning for klimaet på hele jorden.^[122]

FNs klimapanels beregninger av utvalgte utslippsscenarier er klassifisert i intervallet for «sannsynlig» (større enn 66 % sannsynlighet basert på ekspertvurderinger)^[47]. Imidlertid gjenspeiler ikke klimapanelets projeksjoner hele spekteret av usikkerhet.^[123] Den nedre ende av det «sannsynlige» intervallet synes å være bedre begrenset enn den øvre delen.^[123]

Beregninger av global oppvarming utarbeidet i eller før 2001 fra en rekke klimamodeller definert i Special Report on Emissions Scenarios som utslippscenario «A2», som forutsetter at ingen tiltak iverksettes for å redusere utslipp og regionalt delt økonomisk utvikling.

Anslått endring i årsmiddeloverflate-
lufttemperatur fra slutten av 1900-tallet til midten av det 21. århundre, basert på et middels utslippsscenario (SRES A1B). ^[124] Dette scenarioet forutsetter at ingen fremtidig politikk er vedtatt for å begrense utslippene av klimagasser.

Diagrammer: NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory

^[125]

En klimamodell er en matematisk modell av de fysiske, kjemiske og biologiske prosesser som påvirker klimasystemet.^[126] Slike modeller er basert på vitenskapelige disipliner som fluiddynamikk og termodynamikk, så vel som fysiske prosesser som stråling. Modellene kan brukes til å forutsi en rekke variabler som lokal luftbevegelse, temperatur, skyer, og andre atmosfæriske egenskaper, samt havtemperatur, saltinnhold og sirkulasjon, isdekke på land og sjø, overføring av varme og fuktighet fra jord og vegetasjon til atmosfæren, samt kjemiske og biologiske prosesser, i tillegg til flere andre.

Selv om forskerne forsøker å få med så mange prosesser som mulig, er forenklinger av selve klimasystemet uunngåelig på grunn av begrensninger av maskinkraft og kunnskap om klimasystemet. Resultater fra modellene kan også variere på grunn av ulike klimagassers konsentrasjon og modellens klimafølsomhet. For eksempel er usikkerheten i klimapanelets anslag fra 2007 forårsaket av for det første bruk av flere modeller^[123] med ulik følsomhet for klimagasskonsentrasjoner,^[127] for det andre bruk av ulike estimater for menneskelige fremtidige utslipp av klimagasser,^[123] og for det tredje eventuelle andre utslipp fra klimarelaterte tilbakekoblinger som ikke var inkludert i modellene klimapanelet brukte til å forberede sin rapport, det vil si klimagass frigjort fra permafrost.^[128]

Modellene antar ikke at klimaet vil bli varmere på grunn av økende nivåer av klimagasser. I stedet forutsier modellene hvordan klimagasser vil samhandle med strålingspådriv og andre fysiske prosesser. Oppvarming eller kjøling er derfor et resultat, ikke en forutsetning i modellene.^[129]

Skyer og deres effekt er spesielt vanskelig å forutse. Forbedrede modeller for representasjon av skyer er derfor et viktig tema i dagens forskning.^[130] En annen fremtredende problemstilling er å utvide og forbedre representasjoner av karbonkretsløpet.^{[131][132][133]}

Modeller brukes også til å undersøke årsakene til nylige klimaendringer ved å sammenligne de observerte endringene med dem som modellene bruker som grunnlag for naturlige og menneskeskapte effekter. Selv om disse modellene ikke entydig forklarer oppvarmingen som skjedde i årene rundt 1910–1945 til å enten skyldes naturlig variasjoner eller menneskelige effekter, tyder de på at oppvarmingen siden 1970 er dominert av utslipp av klimagasser som menneskeskapte.^[45]

Modellenes fysiske realisme er testet ved å undersøke deres evne til å simulere dagens- eller tidligere tiders klima.^[134] Klimamodeller gir et godt samsvar med observasjoner av de globale temperaturendringer i forrige århundre, men simulerer ikke alle aspekter av klimaet.^[135] Ikke alle virkninger av global oppvarming er nøyaktig slik FNs klimapanel sine klimamodeller forutsier. Reduksjonen av isen i Arktis har vært raskere enn forutsett.^[136] Nedbør økte proporsjonalt med luftfuktigheten, og dermed betydelig raskere enn globale klimamodeller forutsier.^[137][138] Siden 1990 har havnivået også økt betydelig raskere enn modellene forutså ville skje.^[139]

Fremtidige klimaendringer og tilhørende konsekvenser vil variere fra region til region.^[142][143] De forventede effektene av global oppvarming inkluderer økt global temperatur, stigende havnivå, endret nedbør og utvidet ørkenspredning i subtropene.^[144]

Menneskeskapte pådrag har trolig bidratt til noen av de observerte endringene, slik som havnivåstigning, klimaendringer som ekstremvær (for eksempel antall varme og kalde dager), reduksjonen av den arktiske havisen, isbresmelting, og utbredelse av vegetasjon i Sahara.^[145][146]

I løpet av det 21. århundre er isbreer^[147] og snødekke^[148] anslått til å fortsette sin retrett. Anslag for reduksjon av den arktiske havisen varierer.^[149][150] Nyere anslag tyder på at somrene kan bli isfrie i Arktis (definert som isutbredelse mindre enn 1 million km²) så tidlig som 2025–2030.^[151]

«Detection» er prosessen med å vise at klimaet har endret seg innenfor noen definerte statistiske måter, uten å gi en begrunnelse for denne endringen. Detection betyr ikke at den oppdagede endringen tildeles en bestemt årsak. «Attribusjon» er en prosess med tildelingen av årsaker til klimaendringene for å etablere de mest sannsynlige grunner til den registrerte endringen med en viss definert grad av sikkerhet.^[152] Detection og attribusjon kan også brukes til observerte endringer i fysiske, økologiske og sosiale systemer.^[153]

Oppvarmingen er forventet å være større over land enn over hav og størst i Arktis, med den fortsatte retrett av isbreer, permafrost og havis. Andre sannsynlige endringer inkluderer hyppigere ekstremvær, herunder hetebølger, tørke, kraftig regn med oversvømmelser og kraftige snøfall,^[154] havforsuring og utryddelse av arter på grunn av skiftende temperaturregimer. Signifikante effekter for mennesker er risiko for matsikkerheten fra minkende avlinger og oppgivelse av befolkede områder på grunn av stigende havnivå.^[155][156]

Endringer i regionalt klima forventes å omfatte større oppvarming over land, med mest oppvarming på høye nordlige breddegrader, og minst oppvarming i Sørishavet og deler av Nord-Atlanteren.^[157]

Fremtidige endringer i nedbør forventes å følge eksisterende trender, med redusert nedbør over subtropiske landområder, og økt nedbør på subpolare breddegrader og noe endring i regioner av ekvator.^[158] Prognosene antyder en sannsynlig økning i hyppigheten og alvorlighetsgraden av enkelte ekstreme værhendelser, for eksempel hetebølger.^[159] I en studie fra 2015 publisert i Nature Climate Change heter det:

Omtrent 18 % av de moderate daglige ytterpunktene av nedbør over land skyldes den observerte temperaturøkningen siden førindustriell tid, som igjen primært er resultater fra menneskelig påvirkning. For 2 °C oppvarming er fraksjonen som tilskrives menneskelig påvirkning på ekstrem nedbør cirka 40%. På samme måte er i dag cirka 75 % av de moderate daglige varme ekstremene over land skyldes oppvarming. Det er de mest sjeldne og ekstreme hendelser som har den største fraksjonen av menneskeskapt bidrag, og bidraget øker lineært med ytterligere oppvarming.^[160][161]

Dataanalyse av ekstreme værhendelser fra 1960 til 2010 viser at tørke og hetebølger opptrer samtidig med økt frekvens.^[162] Ekstremt våte eller tørre hendelser innenfor monsuntiden har økt siden 1980.^[163]

Havnivåstigningen siden 1993 har blitt anslått til i gjennomsnitt 2,6 mm og 2,9 mm per år ± 0,4 mm. I tillegg har havnivåstigningen akselerert fra 1995 til 2015.^[164] I løpet av det 21. århundre har klimapanelets fremskrivninger for et høyt utslippsscenario prognosert at det globale gjennomsnittlige havnivået kan stige med 52–98 cm.^[165] Klimapanelets anslag er konservative og kan ha undervurdere fremtidig havnivåstigning.^[166] Andre anslag tyder på at i samme periode kan globalt gjennomsnittlig havnivå stige med 0,2 til 2,0 m i forhold til gjennomsnittlig havnivå i 1992.^[140]

Utbredt havnivåstigning forventes hvis flere grader med oppvarming blir vedvarende i årtusener.^[167] For eksempel kan vedvarende global oppvarming på mer enn 2 °C (i forhold til pre-industrielt nivå) føre til havstigning på rundt 1–4 m på grunn av termisk utvidelse av sjøvann og smelting av isbreer. Smelting av Grønlandsisen kan bidra med ytterligere 4 til 7,5 m over mange tusen år.^[167] Det har blitt anslått at en allerede har forpliktet seg til en havnivåstigning på cirka 2,3 meter for hver grad av temperaturstigning i løpet av de neste 2000 år.^[168]

Oppvarming utover 2 °C målet ville potensielt føre til havnivåstigning dominert av smelting fra isen i Antarktis. Fortsatt CO₂-utslipp fra fossile kilder kan føre til ytterligere titalls meters havstigning over de neste årtusener. Dette vil til slutt føre til smelting av hele innlandsisen i Antarktis, som vil kunne forårsake en havstigning på rundt 58 meter.^[169]

I terrestriske økosystemer har tidligere tidspunkt for våren, samt at områder for plante- og dyreliv trekker nærmere polene og oppover i høyden, med stor sikkerhet blitt tilskrevet dagens oppvarming.^[170] Fremtidige klimaendringer forventes å påvirke spesielle økosystemer som tundra, mangrover og korallrev.^[157] Det er forventet at de fleste økosystemer vil bli påvirket av høyere atmosfærisk CO₂-nivå, kombinert med høyere globale temperaturer.^[171] I det store og hele er det ventet at klimaendringene vil føre til utryddelse av mange arter, samt redusert mangfold av økosystemer.^[172]

Økning i atmosfærisk CO₂-konsentrasjon har ført til en økning i havets surhetsnivå.^[173] Oppløst CO₂ øker havets surhet, noe som kan måles med lavere pH-verdier.^[173] Mellom 1750 og 2000 har overflateverdien av pH i havet blitt redusert fra ≈8,2 til ≈8,1.^[174] Overflatenivåer av pH i havet har trolig ikke vært under ≈8,1 i løpet av de siste 2 millioner år.^[174] Anslag tyder på at overflateverdier av pH i havet vil kunne bli redusert med ytterligere 0,3–0,4 enheter i løpet av 2100.^[175] Fremtidig havforsuring kan true korallrev, fiskeriene, fredede arter og andre naturressurser av stor verdi for samfunnet.^[173][176]

Reduksjon av oksygennivået i havet er anslått å øke dette miljøproblemet med 10 %, og tredoble farvann med delvis oksygenmangel (oksygenkonsentrasjoner mindre enn 98 % av gjennomsnittlige overflatekonsentrasjoner), for hver 1 °C økning av overflatetemperaturen i havet.^[177]

I en tidsramme av århundrer til årtusener blir omfanget av global oppvarming hovedsakelig bestemt av menneskeskapte CO₂-utslipp. Dette skyldes at karbondioksid har svært lang levetid i atmosfæren.^[178] Fordi klimasystemet har en stor «treghet» og klimagasser blir værende i atmosfæren i lang tid, vil mange av disse effektene ikke bare eksistere i flere tiår eller århundrer, men titusener av år.^[179]

Stabilisering av den globale gjennomsnittstemperaturen vil kreve store reduksjoner av CO₂-utslippene, samt reduksjoner i utslipp av andre klimagasser som metan og nitrogenoksid.^[178][180] Utslippene av CO₂ må bli redusert med mer enn 80 % i forhold til sitt toppnivå. Selv om dette skulle bli oppnådd, vil de globale gjennomsnittstemperaturene holde seg nær sitt høyeste nivå for mange århundrer.^[178] Per 2016 har utslippene av CO₂ fra forbrenning av fossile brensler sluttet å øke, men avisen The Guardian meldte at de trenger å «reduseres for å ha en reell innvirkning på klimaendringene». Men i mellomtiden fortsetter denne klimagassen å hope seg opp i atmosfæren.^[181] CO₂ er heller ikke den eneste faktoren med betydning for klimaendringer. Konsentrasjoner av atmosfærisk metan, en annen drivhusgass, økte kraftig mellom 2006 og 2016 av ukjente årsaker. Dette undergraver innsatsen for å bekjempe global oppvarming, og det er en risiko for en ukontrollerbar drivhuseffekt.^[182]

Langtidseffekter inkluderer også en respons fra jordskorpen på grunn av issmelting og reduserte isbreer, altså det som kalles landhevning. Detter fordi landmassene ikke lenger vil være like mye presset ned av vekten av is. Dette kan føre til jordskred og økt seismisk og vulkansk aktivitet. Tsunamier kan bli generert av undersjøiske ras forårsaket av at varmere havvann tiner deler av havet med permafrost, eller avgir gasshydrater.^[183] Noen verdensregioner, som for eksempel de franske Alpene, viser allerede tegn til en økning i hyppigheten av skred.^[184]

Klimaendringene kan føre til globale og store endringer i naturmiljø og samfunn.^[185] Eksempler på dette er muligheten for at den termohaline sirkulasjon blir tregere eller stopper opp, noe som i tilfellet av at den slutter vil endre været i Europa og Nord-Amerika betraktelig. Andre eksempler er havforsuring som følge av økte konsentrasjoner av karbondioksid, og den langsiktige smeltingen av iskalottene, noe som vil bidra til havnivåstigning.^[186]

Noen langtidsendringer kan opptre brått, det vil si over en kort tidsperiode, og kanskje også være irreversible. Eksempler på brå klimaendringer er hurtig frigjøring av metan og karbondioksid fra permafrost, som vil føre til forsterket global oppvarming, eller stans av den termohaline sirkulasjon.^[187][188] Den vitenskapelige forståelse av brå klimaendringer er generelt dårlig.^[187][189] Faktorer som kan øke sannsynligheten for brå klimaendringer, er høyere nivåer av global oppvarming, at oppvarmingen skjer raskere, og at oppvarmingen vedvarer over lengre tidsperioder.^[189]

Anslag ved hjelp av klimamodeller oppsummert i IPCCs femte hovedrapport indikerte at i løpet av det 21. århundre vil den globale overflatetemperaturen trolig stige ytterligere 0,3 til 1,7 °C for de laveste utslippsscenariet og 2,6 til 4,8 °C for de høyeste utslippsscenarioene.^[190][d] Disse funnene er ikke bestridt av noe vitenskapelig organ av nasjonal eller internasjonal betydning.^[192]

Effekter av klimaendringer på mennesker og samfunn har blitt påvist rundt om i verden, hovedsakelig på grunn av oppvarming eller endringer i nedbørsmønstre, eller begge deler. Produksjon av hvete og mais globalt har blitt påvirket av klimaendringer. Kornproduksjon har økt på noen midlere breddegrader som i Storbritannia og Nordøst-Kina, men økonomiske tap som følge av ekstremvær har økt globalt. Det har vært et skifte fra kulde- til varme-relatert dødelighet i noen regioner som et resultat av oppvarming. Livsgrunnlaget for urfolk i Arktis har blitt endret på grunn av klimaendringer, og det er nye bevis på at klimaendringer påvirker livsgrunnlaget for urfolk i andre regioner. Regionale virkninger av klimaendringer er nå observerbare på flere steder enn før, på alle kontinenter og over havområder.^[193]

De fremtidige samfunnsmessige konsekvenser av klimaendringer vil komme til å bli ujevne.^[194] Mange risikoer er forventet å øke med høyere nivåer av global oppvarming.^[195] Alle regioner står i fare for å oppleve negative virkninger.^[196] På lavere breddegrader vil mindre utviklede områder stå overfor den største risikoen.^[197] En studie fra 2015 konkluderte med at den økonomiske veksten (bruttonasjonalprodukt) i fattige land vil bli mye mer svekket på grunn av den estimerte fremtidige oppvarmingen av klimaet enn tidligere antatt.^[198]

En metaanalyse av 56 studier konkluderte i 2014 med at for hver grad temperaturstigning vil vold øke med opp til 20 %, slik som slåsskamper, voldskriminalitet, sivil uro eller kriger.^[199]

Eksempler på konsekvenser ved klimaendringer er:

• Matproduksjon: Jordbruket vil sannsynligvis bli negativt påvirket i land på lavere breddegrader, mens effekter på nordlige breddegrader kan være både positiv eller negativ.^[200] Global oppvarming på rundt 4,6 °C i forhold til pre-industrielt nivå kan utgjøre en stor risiko for global og regional matsikkerhet.^[201]
• Helse: De generelle konsekvensene vil bli mer negative enn positive.^{[202][203][204]} Konsekvensene omfatter effektene av ekstremvær, som fører til skade og tap av liv^[205] og indirekte effekter, for eksempel underernæring forårsaket av avlingssvikt.^{[203][204][206]}

På små øyer og store deltaer er oversvømmelse som følge av havnivåstigning forventet å true vital infrastruktur og bosetninger.^[207][208] Dette kan føre til problemer med hjemløshet i land med lavtliggende områder som Bangladesh, samt statsløshet for befolkningen i land som Maldivene og Tuvalu.^[209]

Blant økonomiske eksperter er det stor enighet om at klimaendringer vil få store negative konsekvenser innenfor mange områder.^[210] Klimaendringer er forventet å få økonomiske konsekvenser på grunn av endring av avlinger, landreduksjon og økt havnivå, endringer i fiskeriene, skader på grunn av ekstremvær, endret produktivitet og helsekostnader på grunn av sykdom og stress ved høye temperaturer, endrede turiststrømmer, endret energibehov for kjøling og oppvarming, samt andre konsekvenser.

Det er store usikkerheter involvert, spesielt om fremtidig global temperatur øker mye, det vil si over 2 ºC. Påvirkningen er ikke entydig negativ; for eksempel vil økt CO₂ i atmosfæren øke plantevekst og kunne gi økte avlinger, mens tørke har motsatt effekt. Det er også forventet at mange nasjoner på den nordlige halvkule vil få netto økonomiske fordeler av klimaendringer, i alle fall de nærmeste tiårene, mens ulempene for landene som allerede har et varmt klima, er større. De forskjellige landenes evne og mulighet til å tilpasse seg klimaendringene vil også ha stor betydning for økonomiske konsekvenser.^[211]

Det foreligger studier som kvantifiserer kostnadene som klimaendringene vil kunne gi. Om dagens trender fortsetter, er det kalkulert med at kostnadene i 2100 for skader forårsaket av orkaner, skader på eiendom, energikostnader og kostnader med vannforsyning i USA vil være på 1,9 billioner US-Dollar per år (i dagens pengeverdi). Dette tilsvarer 1,8 % av landets brutto nasjonalprodukt.^[212]

Estimater basert på Klimapanelets A1B-utslippsscenario for ekstra klimagasser som CO₂ og CH₄ frigjort fra permafrosten, har anslag forbundet med skader på 43 billioner amerikanske dollar.^[213]

Påvirkning av infrastruktur som vannforsyning, elektrisitetsforsyning, kommunikasjonssystemer, veier, havner, og flyplasser ved for eksempel ekstremvær vil kunne gi ødeleggelser på disse. Men det er de indirekte konsekvensene for samfunnet når denne infrastrukturen ikke fungerer, som er mest alvorlige. For slike systemer er det også typisk at svikt i et system fører til svikt i andre; spesielt i tettbefolkede områder får dette en kaskaderende virkning der mange typer infrastruktur blir uvirksom.^[214]

Fortsatt degradering av permafrost vil trolig føre til ustabil infrastruktur i arktiske strøk, og Alaska før 2100. Her er det forventet påvirkning av veier, rørledninger og bygninger, vannforsyning og landskred.^[215]

Mulige samfunnsmessige tiltak mot global oppvarming er klimatiltak i form av utslippsreduksjon, tilpasning til dets virkninger, tilpassing av bygninger, og mulig fremtidig Geo-engineering. De fleste land er parter i klimakonvensjonen (UNFCCC),^[216] som har som endelig mål å hindre farlig menneskeskapt klimaendring. Partene i klimakonvensjonen er enige om at dype kutt i utslippene er nødvendig.^[217] og at den globale oppvarmingen skal begrenses til godt under 2,0 °C i forhold til førindustrielt nivå,^[e] med anstrengelser for å nå målet om 1,5 °C.^[219]

Landene har forskjellig klimapolitikk for å redusere sine utslipp.

Reduksjon av klimagassutslipp er ett tiltak for å begrense klimaendringene, et annet er å øke kapasiteten på karbonsluk for å absorbere større mengder klimagasser fra atmosfæren.^[221] Det er et stort potensial for fremtidig reduksjoner av utslipp ved en kombinasjon av tiltak som: Energisparing og økt energieffektivisering, bruk av overgang til andre energiteknologier, for eksempel fornybar energi, atomenergi, samt karbonfangst og -lagring,^[222][223] På den annen side er tiltak for forsterket karbonsluk ved for eksempel skogplanting og å forebygge avskoging.^[222][223] En rapport fra Citibank fra 2015 konkluderte med at overgang til en lavkarbonøkonomi vil gi positiv avkastning på investeringer.^[224]

Nære- og langsiktige trender i det globale energisystemet er i strid med ønsket om å begrense den globale oppvarmingen til under 1,5 eller 2 °C, i forhold til pre-industrielt nivå.^[225][226] Avtaler som ble fattet under FNs klimakonferanse i 2010 er stort sett konsistent med å ha en sannsynlig mulighet (66-100 % sannsynlighet) om å begrense den globale oppvarmingen (i det 21. århundre) til under 3 °C, i forhold til pre-industrielt nivå.^[226]

For å begrense oppvarmingen til under 2 °C trengs strengere utslippsreduksjoner på kort sikt, dermed hadde en ikke behøvd så raske reduksjoner etter 2030.^[227] Mange modeller for fremtidig reduksjon greier ikke å nå 2 °C-målet, særlig om pessimistiske forutsetninger legges til grunn for fremtidig tilgjengelighet av teknologier for klimatiltak.^[228]

Andre politiske reaksjoner er tilpasning til klimaendringer. Tilpasning til klimaendringer kan være planlagt, enten som en reaksjon på eller i påvente av klimaendringer, eller spontan, det vil si uten statlig innblanding.^[229] Tilpasninger skjer allerede i begrenset omfang. Barrierer, begrensninger og kostnader ved fremtidig tilpasning er ikke fullt ut forstått.^[222]

Et konsept knyttet til tilpasning er tilpasningskapasitet, som er evnen til et system (menneskelig, naturlig eller en organisasjon) til å tilpasse seg klimaendringer (inkludert klimavariasjoner og ekstremer) for å moderere potensielle skader, for å dra nytte av muligheter, eller til å takle konsekvensene.^[230] Klimaendringer som ikke møtes med tiltak, det vil si fremtidige klimaendringer uten arbeid med å begrense utslipp av klimagasser, vil på lang sikt sannsynlig overstige kapasiteten til systemer av naturlige, menneskelige og organisasjoners evne til å tilpasse seg.^[231]

Miljøorganisasjoner og personer i offentligheten har presentert konsekvensene av klimaendringene og risikoen de innebærer, for å fremme endringer i infrastrukturbehov og utslippsreduksjoner.^[232]

Geo-engineering^[f] er tilsiktet endring av klimaet. Det har blitt undersøkt som en mulig reaksjon på global oppvarming, for eksempel av NASA^[233] og Royal Society.^[234] Teknikker i henhold til denne forskningen faller vanligvis inn i to kategorier, påvirkning av solinnstrålingen og fjerning av karbondioksid, selv om diverse andre tiltak har blitt foreslått. En studie fra 2014 undersøkte de vanligste klimatekniske metoder som har blitt foreslått. Konklusjonen var at de enten er ineffektive eller har alvorlige potensielt bivirkninger, og heller ikke kan stoppes uten at raske klimaendringer oppstår.^[235]

Nesten alle land i verden er parter i klimakonvensjonen (UNFCCC).^[238] Hovedformålet med konvensjonen er å forhindre farlig menneskelig påvirkning av klimasystemet.^[239] Som beskrevet i konvensjonen, krever dette at konsentrasjonen av klimagasser stabiliseres i atmosfæren på et nivå hvor økosystemene kan tilpasse seg naturlig til klimaendringer, matproduksjon ikke blir truet, og økonomisk utvikling kan fortsette på en bærekraftig måte.^[240] Rammekonvensjonen ble vedtatt i 1992, men siden den gang har de globale utslippene økt.^[241]

I løpet av forhandlingene presset G77 (en lobbygruppe i FN som representerer 133 utviklingsland)^{[242]:4 : 4} på for et mandat som krever at utviklede land «[tar] ledelsen» i å redusere sine utslipp.^[243] Dette ble begrunnet med at den utviklede verdens utslipp hadde bidratt mest til akkumulering av klimagasser i atmosfæren. Per capita-utslippene (det vil si utslipp per innbygger) var fortsatt relativt lave i utviklingsland, og utslippene i utviklingsland vil måtte komme til å vokse for at disse skal kunne møte sine utviklingsbehov.^[82]:290

Fullmakten ble oppholdt i Kyotoprotokollen til rammekonvensjonen,^[82]:290 som trådte i rettsvirkning i 2005.^[244] Ved å ratifisere Kyoto-protokollen aksepterte de fleste utviklede land juridisk bindende forpliktelser til å begrense sine utslipp. Disse forpliktelsene i første runde utløp i 2012.^[244] USAs president George W. Bush avviste avtalen på grunnlag av at «det fritar 80 % av verden, inkludert store befolkningssentra som Kina og India, fra forpliktelser, og vil føre til alvorlig skade på den amerikanske økonomien.»^[242]:5

Under FNs klimakonferanse 2009 i København la flere av partene fra UNFCCC frem en avtale, i ettertid kjent som København-avtalen.^[245][246] Partene tilknyttet til avtalen (140 land i november 2010)^[247]:9 hadde som mål å begrense den fremtidige økningen i global temperatur til under 2 °C.^[248] Det 16. partsmøtet (COP16) ble avholdt på Cancún i 2010. Det ble fremlagt en avtale, men ikke en bindende traktat, om at partene bør gjøre øyeblikkelige handlinger for å redusere klimagassutslipp for å nå målet om å begrense den globale oppvarmingen til 2 °C over førindustrielle temperaturer. De erkjente også behovet for å vurdere å styrke målet om en global gjennomsnittlig økning på 1,5 °C.^[249]

Ved klimatoppmøtet i Paris i 2015 (COP 21) ble det enighet om en avtale, Parisavtalen, med bestemmelser for blant annet reduksjoner i utslipp av drivhusgasser, klimatilpasning og støtte til utviklingslands omstilling. Etter at EU ratifiserte avtalen i oktober 2016, ble den ratifisert av 55 land, med en utslippsandel på 55 % av de globale utslippene, slik at den begynte å gjelde fra 4. november 2016.^[250] Parisavtalens mål er at de globale utslippene raskest mulig skal synke. Formål med avtalen er å:^[251]

1. holde økningen i den globale gjennomsnittstemperaturen godt under 2 °C sammenlignet med førindustrielt nivå og tilstrebe å begrense temperaturøkningen til 1,5 °C;
2. øke evnen til å tilpasse seg klimaendringene og fremme klimarobusthet og en lavutslippsutvikling, på en måte som ikke setter matproduksjonen i fare;
3. gjøre finansieringsstrømmer forenlige med en klimarobust lavutslippsutvikling.

I andre halvdel av det 21. århundre er det et mål om netto nullutslipp, det vil si at menneskeskapte utslipp ikke skal være større enn naturens opptak av klimagasser.^[252]

Det pågår en diskusjon gjennom publisering av fagfellevurderte vitenskapelige artikler som vurderes av forskere som arbeider i de aktuelle feltene som deltar i FNs klimapanel. Den vitenskapelige enighet fra og med 2013 er angitt i IPCCs femte hovedrapport, som fastslår at «det er svært sannsynlig at menneskelig påvirkning har vært den dominerende årsak til den observerte oppvarmingen siden midten av 1900-tallet».^[253] En rapport fra 2008 fra det amerikanske National Academy of Sciences sier at de fleste forskere da var enige om at den observerte oppvarmingen de siste tiårene skyldes hovedsakelig menneskelige aktiviteter som øker mengden av klimagasser i atmosfæren.^[77] I 2005 uttalte Royal Society at mens det overveldende flertall av forskere var enige om hovedpunktene, var det noen individer og organisasjoner som motsatte seg konsensusen om nødvendigheten av hastetiltak for å redusere utslipp av klimagasser. Disse har forsøkt å undergrave vitenskapen og arbeidet til FNs klimapanel.^[254] I tillegg har nasjonale vitenskapsakademier oppfordret verdens politiske ledere til å kutte de globale utslippene.^[255]

I den vitenskapelige litteraturen er det en sterk enighet om at den globale overflatetemperaturen har økt de siste tiårene, og at trenden hovedsakelig skyldes menneskeskapte utslipp av klimagasser.^[256] Ingen vitenskapelige organer av nasjonal eller internasjonal betydning har vært uenig i dette synet.^[192][257]

Kontroversene om den globale oppvarmingen refererer til en rekke uenigheter, vesentlig mer omtalt i massemedia enn i den vitenskapelige litteraturen,^[258][259] vedrørende natur, årsaker og konsekvenser av global oppvarming. De omstridte problemene omfatter årsakene til økning av den globale gjennomsnittstemperaturen, spesielt siden midten av 1900-tallet, enten denne trenden er enestående eller innenfor normale klimatiske variasjoner, om menneskeheten har bidratt betydelig til den, og om økningen helt eller delvis skyldes feilmålinger. Andre uenigheter gjelder estimater for klimafølsomhet, spådommer om ytterligere oppvarming, og hva konsekvensene av den globale oppvarmingen vil bli.

I 1990 hadde amerikanske konservative tenketanker begynt å utfordre legitimiteten til global oppvarming som et sosialt problem. De utfordret de vitenskapelige bevisene, hevdet at global oppvarming vil ha fordeler, og hevdet at de foreslåtte løsningene vil gjøre mer skade enn godt.^[260] Noen mennesker tviler på aspekter ved klimaendringer.^[254][261] Organisasjoner som libertarianske Competitive Enterprise Institute, konservative kommentatorer, og noen selskaper som Exxon Mobil har utfordret IPCCs klimascenarier, finansiert forskere som er uenige med den vitenskapelige konsensus, og følger sine egne projeksjoner av de økonomiske kostnadene av strengere kontroll.^{[262][263][264][265]} På den annen side har noen av petroleumsselskapene redusert sin innsats i de siste årene,^[266] eller til og med tatt til orde for en politikk for å redusere den globale oppvarmingen.^[267] De internasjonale oljeselskapene har begynt å erkjenne at klimaendringer eksisterer, og er forårsaket av menneskelige aktiviteter og forbrenning av fossilt brensel.^[268]

Folks reaksjoner på global oppvarming og bekymring for dens effekter er økende. En global rapport fra 2015 utført av Pew Research Center viste at en median på 54 % anser dette som «et svært alvorlig problem». Det er betydelige regionale forskjeller, med amerikanere og kinesere (med økonomier som er ansvarlig for de største årlige CO₂ utslipp) blant de minst bekymrede.^[269]

Verdens befolkning, eller i det minste folk i økonomisk utviklede regioner, ble for alvor klar over problemet med den globale oppvarmingen mot slutten av 1980-årene. Meningsmålingsinstitutter begynte å følge med på folks synspunkter om emnet, hovedsakelig først i USA.^[270] Den lengste konsistente opinionsundersøkelsen er foretatt av Gallup i USA, der en har funnet relativt små endringer blant folk. Det vil si rundt 10 % endring i årene 1998–2015 i oppfatning av hvor alvorlig global oppvarming er, men med økende polarisering mellom dem som er bekymret og dem som er likegyldige.^[271]

Den første store verdensomspennende meningsmålingen ble utført av Gallup i årene 2008–2009 i 127 land. Undersøkelsen viste at rundt 62 % av alle mennesker over hele verden sa at de visste om global oppvarming. I de avanserte industrilandene i Nord-Amerika, Europa og Japan, var det 90 % eller flere som visste om global oppvarming (97 % i USA og 99 % i Japan), i mindre utviklede land, særlig i Afrika, var det færre enn en fjerdedel visste om dette, selv om mange hadde lagt merke til at det lokale været forandrer seg. Blant de som visste om global oppvarming, var det en stor variasjon mellom landene i oppfatningen av om oppvarmingen var et resultat av menneskelig aktivitet.^[272]

Etter 2010 har 111 land vært med i undersøkelsen, hvoretter Gallup har fastslått at det var en betydelig nedgang siden 2007–2008 i antall amerikanere og europeere som så på global oppvarming som en alvorlig trussel. I USA var det bare litt over halvparten av befolkningen (53 %) som nå så på dette som en alvorlig bekymring for enten dem selv eller deres familier. Dette var 10 prosentpoeng lavere enn ved tilsvarende meningsmåling i 2008 (63 %). Latin-Amerika hadde den største økningen i bekymring. Her var det 73 % som så på den globale oppvarmingen som en alvorlig trussel mot deres familier.^[273] Denne globale opinionsundersøkelsen viste også at folk anså det som mer sannsynlig å tilskrive den globale oppvarmingen menneskelig aktivitet enn naturlige årsaker, bortsett fra i USA, hvor nesten halvparten (47 %) av befolkningen tilskriver global oppvarming naturlige årsaker.^[274]

I en undersøkelse fra mars–mai i 2013 av Pew Research Center der mennesker i 39 land ble spurt om globale trusler, var ifølge 54 % av de spurte den globale oppvarmingen på toppen av det som oppfattes som globale trusler.^[275] I en undersøkelse fra januar 2013 fant Pew Research Center at 69 % av amerikanerne sier at det er solide bevis for at jordas gjennomsnittstemperatur har blitt varmere i løpet av de siste tiårene, opp seks prosentpoeng siden november 2011, og 12 prosentpoeng siden 2009.^[276]

En undersøkelse fra 2010 i 14 industrialiserte land viste at skepsisen omkring farene ved global oppvarming var høyest i Australia, Norge, New Zealand og USA, i den rekkefølgen, noe som korrelerer positivt med per capita utslipp av karbondioksid.^[277]

• Antropocen
• Global nedkjøling
• Antropogen

• Good, P. (2010), An updated review of developments in climate science research since IPCC AR4. A report by the AVOID consortium, London, UK: Committee on Climate Change, arkivert fra originalen on 2018-09-24, https://web.archive.org/web/20180924092022/http://archive.theccc.org.uk/aws2/4th%20Budget/fourthbudget_supporting_research_reviewofclimatescience_developements_since_IPPC_AR4.pdf, besøkt 2017-02-04 , p. 14. Report website.

• IAP (juni 2009), Interacademy Panel (IAP) Member Academies Statement on Ocean Acidification, arkivert fra originalen on 2013-08-06, https://web.archive.org/web/20130806073912/http://www.interacademies.net/10878/13951.aspx, besøkt 2017-02-04 , Secretariat: TWAS (the Academy of Sciences for the Developing World), Trieste, Italy.

• IEA (2009). World Energy Outlook 2009 (PDF). Paris, France: International Energy Agency (IEA). ISBN 978-92-64-06130-9. 

• IPCC AR4 SYR (2007). Core Writing Team, red. Climate Change 2007: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC. ISBN 92-9169-122-4. 

• IPCC AR4 WG1 (2007). Solomon, S., red. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-88009-1. 

• IPCC AR4 WG2 (2007). Parry, M.L., red. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-88010-7. Arkivert fra originalen 10. november 2018. Besøkt 4. februar 2017. 

• IPCC AR4 WG3 (2007). Metz, B., red. Climate Change 2007: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-88011-4. Arkivert fra originalen 12. oktober 2014. Besøkt 4. februar 2017. 

• IPCC AR5 WG1 (2013), Stocker, T.F., red., Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working Group 1 (WG1) Contribution to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 5th Assessment Report (AR5), Cambridge University Press, http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/ . Climate Change 2013 Working Group 1 website.

• IPCC AR5 WG2 A (2014), Field, C.B., red., Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects (GSA). Contribution of Working Group II (WG2) to the Fifth Assessment Report (AR5) of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Cambridge University Press, arkivert fra originalen on 16. april 2014, https://web.archive.org/web/20140416051047/http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg2/ . Archived

• IPCC AR5 WG3 (2014), Edenhofer, O., red., Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III (WG3) to the Fifth Assessment Report (AR5) of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Cambridge University Press, arkivert fra originalen on 27. november 2014, https://web.archive.org/web/20141127222605/http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg3/ . Also available at mitigation2014.org.

• IPCC SAR SYR (1996). «Climate Change 1995: A report of the Intergovernmental Panel on Climate Change». IPCC Second Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC.  pdf Arkivert 13. september 2018 hos Wayback Machine.. The «Full Report», consisting of «The IPCC Second Assessment Synthesis of Scientific-Technical Information Relevant to Interpreting Article 2 of the UN Framework Convention on Climate Change» and the Summaries for Policymakers of the three Working Groups.

• IPCC SAR WG3 (1996). Bruce, J.P., red. Climate Change 1995: Economic and Social Dimensions of Climate Change. Contribution of Working Group III to the IPCC Second Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 0-521-56051-9.  Full rapport Arkivert 11. oktober 2017 hos Wayback Machine. (PDF-fil).

• IPCC SREX (2012). Field, C.B.; m.fl., red. «Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation (SREX)». Cambridge University Press. Arkivert fra originalen 19. desember 2012.  Arkivert 19. desember 2012 hos Wayback Machine.. Summary for Policymakers Summary for Policymakers.

• IPCC TAR WG1 (2001). Houghton, J.T., red. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 0-521-80767-0. Arkivert fra originalen 30. mars 2016.  Arkivert 30. mars 2016 hos Wayback Machine.

• IPCC TAR WG2 (2001). McCarthy, J. J., red. Climate Change 2001: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the IPCC Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 0-521-80768-9. Arkivert fra originalen 14. mai 2016.  Arkivert 14. mai 2016 hos Wayback Machine.

• IPCC TAR WG3 (2001). Metz, B., red. Climate Change 2001: Mitigation. Contribution of Working Group III to the IPCC Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 0-521-80769-7. Arkivert fra originalen 27. februar 2017.  Arkivert 27. februar 2017 hos Wayback Machine.

•  Denne artikkelen inneholderstoff som er offentlig eiendom fra US Global Change Research Program (USGCRP)-artikkelen: NCADAC (11. januar 2013), Federal Advisory Committee Draft Climate Assessment. A report by the National Climate Assessment Development Advisory Committee (NCADAC), Washington, D.C., USA, arkivert fra originalen on 2013-09-13, https://web.archive.org/web/20130913191553/http://ncadac.globalchange.gov/, besøkt 2017-02-04 

• USGCRP (2015), Glossary, Washington, DC, USA: U.S. Global Change Research Program (USGCRP), arkivert fra originalen on 2015-01-21, https://web.archive.org/web/20150121083052/http://www.globalchange.gov/climate-change/glossary, besøkt 20. januar 2014 . Archived url.

• National Research Council (2011), Climate Stabilization Targets: Emissions, Concentrations, and Impacts over Decades to Millennia, Washington, D.C., USA: National Academies Press, arkivert fra originalen on 27. mars 2014, https://web.archive.org/web/20140327000317/http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12877 

• National Research Council (2010). America's Climate Choices: Panel on Advancing the Science of Climate Change;. Washington, D.C.: The National Academies Press. ISBN 0-309-14588-0. Arkivert fra originalen 29. mai 2014. 

• Parris, A. (6 . desember 2012), Global Sea Level Rise Scenarios for the US National Climate Assessment. NOAA Tech Memo OAR CPO-1, NOAA Climate Program Office, arkivert fra originalen on 2013-02-23, https://web.archive.org/web/20130223164042/http://www.cpo.noaa.gov/sites/cpo/Reports/2012/NOAA_SLR_r3.pdf, besøkt 2017-02-04 . Report website. Arkivert 5. november 2013 hos Wayback Machine.

• UNEP (2010), UNEP Emerging Issues: Environmental Consequences of Ocean Acidification: A Threat to Food Security, Nairobi, Kenya: United Nations Environment Programme (UNEP), arkivert fra originalen on 2015-04-07, http://webarchive.loc.gov/all/20150407111527/http://unep.org/dewa/Portals/67/pdf/Ocean_Acidification.pdf . Report summary.

•  Denne artikkelen inneholderstoff som er offentlig eiendom fra US Global Change Research Program (USGCRP)-artikkelen: USGCRP (2009). Global Climate Change Impacts in the United States. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-14407-0. Arkivert fra originalen 6. april 2010. Besøkt 4. februar 2017. . Public-domain status of this report can be found on p.4 of PDF

• US NRC (2008). «Understanding and responding to climate change: Highlights of National Academies Reports, 2008 edition, produced by the US National Research Council (US NRC)». Washington, D.C., USA: National Academy of Sciences. Arkivert fra originalen 4. mars 2016. Besøkt 4. februar 2017. 

• US NRC (2012). «Climate Change: Evidence, Impacts, and Choices». US National Research Council (US NRC).  Also available as PDF

• Zeebe, R.E. (mai 2012), «History of Seawater Carbonate Chemistry, Atmospheric CO₂, and Ocean Acidification», Annual Review of Earth and Planetary Sciences 40: ss. 141–165, Bibcode 2012AREPS..40..141Z, DOI:10.1146/annurev-earth-042711-105521, http://www.soest.hawaii.edu/oceanography/faculty/zeebe_files/Publications/ZeebeAR12.pdf .

• (en) Global warming – kategori av bilder, video eller lyd på Commons

Forskning

• (en) NASA Goddard Institute for Space Studies – Global change research
• (en) NOAA State of the Climate Report – U.S. and global monthly state of the climate reports

Utdanning

• (en) NASA: Climate change: How do we know?
• (en) Global Climate Change Indicators – NOAA
• (en) NOAA Climate Services – NOAA
• (en) Skeptical Science: Getting skeptical about global warming skepticism
• (en) «Climate Feedback» – Scientific Feedbacks
• (en) Global Climate Change: NASA's Eyes on the Earth – NASA, JPL, Caltech
• (en) Center for Climate and Energy Solutions – business and politics
• (en) A world with this much CO²: lessons from 4 million years ago