São muitos os factores que influenciam as alterações climáticas, incluindo acontecimentos naturais como, por exemplo, erupções vulcânicas ou a alteração da órbita da Terra em torno do Sol e as mudanças na crosta terrestre; todos estes acontecimentos têm um papel a desempenhar, mas desde a revolução industrial (nos anos 1800), as temperaturas globais têm vindo a aumentar a um ritmo muito mais rápido devido à queima de combustíveis fósseis e às actividades humanas, que são agora as principais causas da alteração do nosso clima.

A destruição da camada de ozono não é a principal causa das alterações climáticas, no entanto, a diminuição da camada de ozono, causada pela libertação de clorofluorocarbonetos (CFC), utilizados durante anos como refrigerantes em frigoríficos e aparelhos de ar condicionado e que actuam como gases com efeito de estufa, está ligada às alterações climáticas porque os gases que destroem a camada de ozono contribuem para o aquecimento global. A camada de ozono absorve a maior parte da radiação ultravioleta do sol (UV-B), protegendo as plantas, os animais e os seres humanos dos efeitos nocivos dos seus raios. Nas últimas seis décadas, a camada de ozono diminuiu, na Antárctida até mais de 50%. Tendo em conta a grave ameaça que representa o empobrecimento da camada de ozono, foi adotado em 1987 o Protocolo de Montreal para reduzir as emissões de CFC e, desde a sua adoção nos anos 90, tem-se verificado uma redução das emissões de gases que empobrecem a camada de ozono.

Os aerossóis referem-se a partículas minúsculas, com alguns nanómetros ou menos, (sólidas ou líquidas) que permanecem suspensas na atmosfera durante dias ou semanas e que resultam de actividades humanas (por exemplo, queima de combustíveis fósseis) ou de fontes naturais, como erupções vulcânicas, pulverização marítima ou mesmo a libertação de partículas biológicas (por exemplo, esporos) da vegetação. Os aerossóis afectam o clima da Terra de duas formas distintas: podem refletir a luz solar recebida, bloqueando parte da energia que teria chegado à superfície da Terra, ou podem reter a energia solar na atmosfera e contrariar o arrefecimento causado pela reflexão. No entanto, considera-se geralmente que os aerossóis têm o mesmo efeito que os gases com efeito de estufa. Os aerossóis são também cruciais para a formação de nuvens: um subconjunto deles pode atuar como núcleos de condensação de nuvens e núcleos de gelo. Um maior número de aerossóis pode aumentar a concentração de núcleos de condensação de nuvens e dar origem a mais gotículas, mas mais pequenas, para um teor fixo de água líquida.

As medições científicas demonstraram que, desde o início da industrialização, não só a temperatura média global do ar aumentou, como também a concentração de dióxido de carbono (CO₂) e de outros gases com efeito de estufa na atmosfera. Numerosos estudos e, em particular, os documentos científicos do IPCC (Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas, o organismo das Nações Unidas que se ocupa da avaliação científica das alterações climáticas) demonstraram que a variação e, por conseguinte, o aumento destes gases se devem às actividades humanas, nomeadamente à queima de combustíveis fósseis. Estes gases produzidos pelo homem são designados por “gases antropogénicos com efeito de estufa”. Tal como os gases naturais com efeito de estufa, impedem a fuga direta da radiação térmica da Terra para o espaço. Devido ao efeito de estufa antropogénico, a superfície da Terra retém mais radiação solar, o que provoca um aumento da temperatura do ar ao nível do solo, fenómeno observado nos últimos 150 anos. O aumento da temperatura desde o início da industrialização até aos dias de hoje é, portanto, designado por “alterações climáticas antropogénicas”.

Tal como referimos no comprimido anterior (2.4), os gases com efeito de estufa emitidos pelas actividades humanas são designados por “gases antropogénicos com efeito de estufa”. A medida em que as emissões de dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) e óxido nitroso (N₂O) contribuem para o efeito de estufa antropogénico depende da sua concentração na atmosfera da Terra e do seu potencial efeito de estufa. Em particular, o dióxido de carbono é amplamente referido como o gás antropogénico com efeito de estufa mais importante, uma vez que é atualmente responsável pela maior parte (76%) do aquecimento associado às actividades humanas. O metano é responsável por 16%, o óxido nitroso por 6% e outros gases por 2%. Embora a percentagem de gases com efeito de estufa na atmosfera terrestre continue a ser baixa em comparação com as percentagens de oxigénio (21%) e de azoto (78%), a sua presença na atmosfera aumentou drasticamente desde o início da industrialização, afectando assim o efeito de estufa e provocando um aumento do aquecimento global. Estes gases têm um impacto a longo prazo no clima porque permanecem na atmosfera durante muito tempo antes de serem degradados e removidos da atmosfera através de processos físicos ou químicos.

O efeito dos gases com efeito de estufa depende do seu potencial de aquecimento global, ou “GWP”. Este parâmetro indica a intensidade com que os gases, em comparação com a mesma quantidade de CO₂, aquecem o clima num determinado período de tempo (100 anos). Por exemplo, um PAG de 28 para o metano (CH₄) indica que este gás, em comparação com a mesma quantidade de CO₂, aquecerá o clima 28 vezes mais nos próximos 100 anos. Embora o PAG do CO₂ seja significativamente inferior ao do CH₄ e do N₂O, a contribuição das emissões de CO₂ para o efeito de estufa total é a maior (76%, como já foi referido), porque as actividades humanas produzem quantidades muito maiores de CO₂ do que de CH₄ ou N₄O.

A atividade solar (intensidade da radiação solar) não pode ser a causa do aumento acentuado da temperatura média global. Presume-se que a atividade solar seja responsável por cerca de 10% do aumento da temperatura entre 1905 e 2005. A sua contribuição para o aquecimento global é, portanto, relativamente baixa. Desde a década de 1980, a atividade solar diminuiu mesmo, enquanto a temperatura média do ar ao nível do solo continuou a aumentar. Estes dados mostram que as alterações da atividade solar não são responsáveis pelo aumento acentuado da temperatura e pelas alterações climáticas e confirmam também que o aumento do aquecimento global se deve principalmente ao efeito dos gases com efeito de estufa, que aumentaram desde o início da era da industrialização (século XVIII).

O impacto do homem nas alterações climáticas é evidente e pode ser afirmado graças às medições que os cientistas conseguiram efetuar através de vários métodos e tecnologias: por exemplo, através de perfurações profundas nas calotes polares, é possível extrair cilindros de gelo chamados “núcleos” que contêm vestígios de gases e outros materiais minúsculos que são utilizados para determinar e reconstruir o clima de há várias centenas de milhares de anos. Embora várias causas naturais influenciem as alterações climáticas, existe uma correlação clara entre a temperatura e a quantidade de gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono (CO₂) e o metano (CH₄), na atmosfera.

Estudos confirmaram que as variações de temperatura, por um lado, e as alterações na concentração de gases com efeito de estufa, por outro, têm andado de mãos dadas ao longo dos últimos 20 000 anos, sugerindo uma influência recíproca. É também evidente, a partir destas observações, que as actuais concentrações de gases com efeito de estufa são significativamente mais elevadas do que as do passado. Outras provas provêm dos satélites. Estes instrumentos em órbita da Terra têm sido utilizados para medir a radiação térmica emitida pela superfície da Terra para o espaço, tendo-se observado que, desde 1970, a quantidade de radiação que pode ser absorvida pelos gases com efeito de estufa tem sido cada vez menos irradiada para o espaço. Isto deve-se ao aumento das concentrações de gases com efeito de estufa, que impedem cada vez mais a fuga direta da radiação térmica. Verificou-se que mais radiação térmica é reflectida de volta à superfície da Terra. Consequentemente, a troposfera (atmosfera inferior) aqueceu e a estratosfera (atmosfera superior) arrefeceu.

Todos estes resultados indicam que a teoria das alterações climáticas antropogénicas é válida (e comprovada). Além disso, as simulações de modelos climáticos mostram que o aumento de temperatura registado não pode ser atribuído apenas a causas naturais, mas apenas ao impacto das actividades humanas.