Viele Faktoren beeinflussen den Klimawandel, darunter natürliche Ereignisse wie Vulkanausbrüche oder die Änderung der Umlaufbahn der Erde um die Sonne und Verschiebungen in der Erdkruste. All diese Ereignisse spielen eine Rolle. Seit der industriellen Revolution (im 19. Jahrhundert) ist die globale Temperatur durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Aktivitäten des Menschen allerdings viel schneller gestiegen. Sie sind also jetzt die Hauptgründe für den Klimawandel.

Ozonabbau ist nicht die Hauptursache für den Klimawandel. Die Verdünnung der Ozonosphäre ist aber mit dem Klimawandel verbunden, da ozonabbauende Gase zur globalen Erwärmung beitragen. Dies wird durch die Freisetzung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) verursacht, die seit Jahren als Kältemittel für Kühlschränke und Klimaanlagen verwendet werden und wie Treibhausgase wirken können. Die Ozonschicht absorbiert den größten Teil der ultravioletten (UV-B)-Strahlung der Sonne, um Pflanzen, Tiere und Menschen vor den schädlichen Auswirkungen der Sonnenstrahlen zu schützen. In den letzten sechzig Jahren ist die Ozonschicht dünner geworden – in der Antarktis sogar um mehr als 50 Prozent. Angesichts der ernsten Bedrohung durch den Abbau der Ozonschicht wurde 1987 das Montrealer Protokoll zur Verringerung der FCKW-Emissionen angenommen. Dank seiner Annahme wurde seit den 1990er-Jahren eine Verringerung der Emissionen von ozonabbauenden Gasen verzeichnet.

Schwebstoffe beziehen sich auf winzige (feste oder flüssige) Partikel von wenigen Nanometern und noch weniger, die tagelang oder wochenlang in der Atmosphäre schweben und durch menschliche Aktivitäten (z. B. Verbrennung fossiler Brennstoffe) oder natürliche Quellen wie Vulkanausbrüche, Meeressprühnebel oder auch durch die Freisetzung biologischer Partikel (z. B. Sporen) aus der Vegetation entstehen. Schwebstoffe beeinflussen das Erdklima auf zweierlei Weise: Sie können das einfallende Sonnenlicht reflektieren und einen Teil der Energie blockieren, welche die Erdoberfläche erreicht hätte, oder sie können Sonnenenergie in der Atmosphäre einfangen und der durch Reflexion verursachten Abkühlung entgegenwirken. Es wird jedoch allgemein davon ausgegangen, dass Schwebstoffe die gleiche Wirkung wie Treibhausgase haben. Sie sind auch für die Wolkenbildung von entscheidender Bedeutung: Eine Teilmenge von ihnen kann als Wolkenkondensations- und Eiskerne dienen. Eine größere Menge von Schwebstoffen kann die Konzentrationsmenge der Wolkenkondensationskerne erhöhen und zu mehr, aber kleineren Wolkentröpfchen für konstanten Flüssigwassergehalt führen.

Wissenschaftliche Messungen haben gezeigt, dass seit Beginn der Industrialisierung nicht nur die globale durchschnittliche Lufttemperatur, sondern auch die Konzentration von Kohlendioxid (CO₂) und anderen Treibhausgasen in der Atmosphäre gestiegen ist. Zahlreiche Studien und insbesondere die wissenschaftlichen Arbeiten des IPCC (Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen) haben gezeigt, dass die Änderung und damit der Anstieg dieser Gase vor allem auf menschliche Aktivitäten, insbesondere auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe, zurückzuführen ist. Diese vom Menschen erzeugten Gase werden als „anthropogene Treibhausgase“ bezeichnet. Wie natürliche Treibhausgase verhindern sie, dass die Wärmestrahlung von der Erde direkt in den Weltraum entweicht. Aufgrund des anthropogenen Treibhauseffekts hält die Erdoberfläche mehr Sonnenstrahlung zurück und verursacht damit den Anstieg der Lufttemperatur auf Bodenhöhe. So entsteht ein Phänomen, das seit 150 Jahren beobachtet wird.
Der Temperaturanstieg vom Beginn der Industrialisierung bis heute wird daher als „anthropogener Klimawandel“ bezeichnet.

Wie wir in der vorherigen kurzen Erklärung (2.4) festgestellt haben, werden durch menschliche Aktivitäten abgegebene Treibhausgase „anthropogene Treibhausgase genannt.“ Inwieweit die Emissionen von Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Distockstoffmonoxid (N₂O) zum anthropogenen Treibhauseffekt beitragen, hängt von ihrer Konzentration in der Erdatmosphäre und von ihrem Treibhauspotenzial ab. Insbesondere wird Kohlendioxid als das wichtigste anthropogene Treibhausgas bezeichnet, da es derzeit den größten Teil (76 %) der globalen Erwärmung ausmacht, die mit menschlichen Aktivitäten verbunden ist.

Methan ist für 16 %, Distickstoffmonoxid für 6 % und andere Gase sind für 2 % der globalen Erwärmung verantwortlich. Obwohl der Anteil der Treibhausgase in der Erdatmosphäre im Vergleich zu den Anteilen von Sauerstoff (21 %) und Stickstoff (78 %) gering bleibt, hat ihre Präsenz in der Atmosphäre seit Beginn der Industrialisierung dramatisch zugenommen. Dies wirkt sich auf den Treibhauseffekt aus und verursacht eine Zunahme der globalen Erwärmung. Diese Gase haben langfristige Auswirkungen auf das Klima, da sie lange in der Atmosphäre verbleiben, bevor sie durch physikalische oder chemische Prozesse abgebaut und aus der Atmosphäre entfernt werden.

Beachtenswert ist, dass die Wirkung von Treibhausgasen von ihrem Treibhauspotenzial abhängt, das als „GWP“ (Global Warming Potential) bezeichnet wird. Dieser Parameter gibt an, wie intensiv die Gase im Vergleich zur gleichen Menge CO₂ das Klima über einen bestimmten Zeitraum (100 Jahre) erwärmen. Zum Beispiel zeigt ein GWP von 28 für Methan (CH₄), dass dieses Gas im Vergleich zur gleichen Menge an CO₂ die Erwärmung in den nächsten 100 Jahren 28 Mal mehr anheizt. Obwohl der GWP von CO₂ deutlich geringer ist als der von CH₄ und N₂O, ist der Beitrag der CO₂-Emissionen zum gesamten Treibhauseffekt am größten (und beträgt wie oben erwähnt 76 %), da menschliche Aktivitäten viel größere Mengen an CO₂ als CH₄ oder N₂O produzieren.

Der Trend der Sonnenaktivität (Stärke der Sonnenstrahlung) kann nicht die Ursache für den abrupten Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur sein. Es wird angenommen, dass die Sonnenaktivität für etwa 10 % des Temperaturanstiegs von 1905 bis 2005 verantwortlich ist. Deshalb ist ihr Beitrag zur globalen Erwärmung relativ gering. Seit den 1980er-Jahren hat die Sonnenaktivität sogar abgenommen, während die durchschnittliche Lufttemperatur am Boden weiter gestiegen ist. Diese Beweise zeigen, dass die Veränderungen der Sonnenaktivität nicht für den starken Temperaturanstieg und den Klimawandel verantwortlich sind. Außerdem bestätigen diese Beweise, dass der Anstieg der globalen Erwärmung hauptsächlich auf die Auswirkungen von Treibhausgasen zurückzuführen ist, die seit Beginn der Industrialisierung (im 18. Jahrhundert) zugenommen haben.

Die Auswirkungen des Menschen auf den Klimawandel liegen auf der Hand und dank der Messungen, die Wissenschaftler mit verschiedenen Methoden und Technologien durchführen konnten, kann dies bestätigt werden.

Zum Beispiel ist es durch tiefes Bohren in die Eiskappen möglich, Eiszylinder zu extrahieren, die als „Karotten“ bezeichnet werden und die Spuren von Gasen und anderen winzigen Materialien enthalten. Diese werden verwendet, um das Klima vor mehreren hunderttausend Jahren zu bestimmen und zu rekonstruieren.

Obwohl diverse natürliche Ursachen den Klimawandel beeinflussen, ist der Zusammenhang zwischen Temperatur und Treibhausgasmenge, wie z. B. Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄) in der Atmosphäre offensichtlich.

Studien haben bestätigt, dass Temperaturschwankungen einerseits und Änderungen der Konzentration von Treibhausgasen andererseits in den letzten 20.000 Jahren parallel verlaufen sind, was auf einen gegenseitigen Einfluss hindeutet. Aus diesen Beobachtungen geht auch hervor, dass die aktuellen Treibhausgaskonzentrationen deutlich höher sind als in der Vergangenheit. Satelliten liefern weitere Beweise: Ein Teil dieser um die Erde kreisenden Instrumente wurden verwendet, um die Wärmestrahlung zu messen, die von der Erdoberfläche an den Weltraum abgegeben wird. Seit 1970 wird beobachtet, dass die Strahlungsmenge, die von Treibhausgasen absorbiert werden kann, immer weniger in den Weltraum ausstrahlt. Grund dafür ist die Zunahme der Treibhausgaskonzentrationen, die den direkten Austritt von Wärmestrahlung zunehmend verhindert. Es wurde festgestellt, dass eine größere Menge an Wärmestrahlung auf die Erdoberfläche zurück reflektiert wird. Dadurch hat sich die Troposphäre (untere Atmosphäre) erwärmt und die Stratosphäre (obere Atmosphäre) abgekühlt.

All diese Ergebnisse zeigen, dass die Theorie des anthropogenen Klimawandels gültig (und nachgewiesen) ist. Darüber hinaus zeigen Simulationen von Klimamodellen, dass der aufgezeichnete Temperaturanstieg nicht ausschließlich natürlichen Ursachen zuzuschreiben ist, sondern nur durch den Einfluss menschlicher Aktivitäten erklärt werden kann.