Son muchos los factores que influyen en el cambio climático, incluidos los fenómenos naturales como, por ejemplo, las erupciones volcánicas o el cambio de la órbita de la Tierra alrededor del Sol y los desplazamientos de la corteza terrestre; todos estos fenómenos desempeñan un papel, pero desde la revolución industrial (en el siglo XIX), las temperaturas globales han aumentado a un ritmo mucho más rápido debido a la quema de combustibles fósiles y a las actividades humanas, que son ahora las principales causas del cambio de nuestro clima.

El agotamiento de la capa de ozono no es la causa principal del cambio climático, sin embargo, el adelgazamiento de esta capa, provocado por la liberación de clorofluorocarbonos (CFC), que se han utilizado durante años como elemento de refrigeración para frigoríficos y aparatos de aire acondicionado y actúan como gases de efecto invernadero, está relacionado con el cambio climático porque los gases que agotan la capa de ozono contribuyen al calentamiento global. La capa de ozono absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta (UV-B) del sol, protegiendo a las plantas, los animales y los seres humanos de los efectos nocivos de sus rayos. En las últimas seis décadas, la capa de ozono ha adelgazado, en la Antártida, incluso más de un 50%. En vista de la grave amenaza que supone el agotamiento de la capa de ozono, en 1987 se adoptó el Protocolo de Montreal para reducir las emisiones de CFC, y desde su adopción en la década de 1990 se ha producido una reducción de las emisiones de gases que agotan la capa de ozono.

Los aerosoles son partículas diminutas, de unos pocos nanómetros o menos, (sólidas o líquidas) que permanecen suspendidas en la atmósfera durante días o semanas, y son el resultado de actividades humanas (por ejemplo, la quema de combustibles fósiles) o de fuentes naturales como las erupciones volcánicas, el rocío marino o incluso la liberación de partículas biológicas (por ejemplo, esporas) de la vegetación. Los aerosoles afectan al clima terrestre de dos formas distintas: pueden reflejar la luz solar entrante bloqueando parte de la energía que habría llegado a la superficie terrestre, o pueden atrapar la energía solar dentro de la atmósfera y contrarrestar el enfriamiento causado por la reflexión. Sin embargo, en general se considera que los aerosoles tienen el mismo efecto que los gases de efecto invernadero. Los aerosoles también son cruciales para la formación de nubes: un subconjunto de ellos puede actuar como núcleos de condensación de nubes y núcleos de hielo. Más aerosoles pueden aumentar la concentración de núcleos de condensación de nubes y dar lugar a más gotas, pero más pequeñas, para un contenido fijo de agua líquida.

Las mediciones científicas han demostrado que, desde el inicio de la industrialización, no solo ha aumentado la temperatura media global del aire, sino también la concentración de dióxido de carbono (CO₂) y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera. Numerosos estudios y, en particular, los documentos científicos del IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, el organismo de la ONU que se ocupa de la evaluación científica del cambio climático) han demostrado que la variación y, por tanto, el aumento de estos gases se debe a las actividades humanas, en particular a la quema de combustibles fósiles. Estos gases producidos por el hombre se denominan «gases de efecto invernadero antropogénicos». Al igual que los gases de efecto invernadero naturales, impiden la salida directa de la radiación térmica de la Tierra al espacio. Debido al efecto invernadero antropogénico, la superficie de la Tierra retiene más radiación solar, lo que provoca un aumento de la temperatura del aire a nivel del suelo, un fenómeno que se ha observado en los últimos 150 años. El aumento de la temperatura desde el inicio de la industrialización hasta la actualidad se denomina, por tanto, «cambio climático antropogénico».

Como señalamos en la píldora anterior (Píldoras 2. Píldora 4), los gases de efecto invernadero emitidos por las actividades humanas se denominan «gases de efecto invernadero antropogénicos». La medida en que las emisiones de dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O) contribuyen al efecto invernadero antropogénico depende de su concentración en la atmósfera terrestre y de su efecto invernadero potencial. En concreto, el dióxido de carbono se considera el gas de efecto invernadero antropogénico más importante porque actualmente es responsable de la mayor parte (76%) del calentamiento asociado a las actividades humanas. El metano es responsable del 16%, el óxido nitroso del 6% y otros gases del 2%. Aunque el porcentaje de gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre sigue siendo bajo en comparación con los porcentajes de oxígeno (21%) y nitrógeno (78%), su presencia en la atmósfera ha aumentado drásticamente desde el inicio de la industrialización, afectando así al efecto invernadero y provocando un aumento del calentamiento global. Estos gases tienen un impacto a largo plazo sobre el clima porque permanecen en la atmósfera durante mucho tiempo antes de ser degradados y eliminados mediante procesos físicos o químicos.

El efecto de los gases de efecto invernadero depende de su Potencial de Calentamiento Global, o «PCG». Este parámetro indica la intensidad con la que los gases, comparados con la misma cantidad de CO₂, calientan el clima en un periodo de tiempo determinado (100 años). Por ejemplo, un PCA de 28 para el metano (CH₄) indica que este gas, comparado con la misma cantidad de CO₂, calentará el clima 28 veces más durante los próximos 100 años. Aunque el PCG del CO₂ es significativamente inferior al del CH₄ y el N₂O, la contribución de las emisiones de CO₂ al efecto invernadero total es la mayor (76%, como ya se ha mencionado), porque las actividades humanas producen cantidades mucho mayores de CO₂ que de CH₄ o N₄O.

La evolución de la actividad solar (intensidad de la radiación solar) no puede ser la causa del fuerte aumento de la temperatura media mundial. Se supone que la actividad solar es responsable de alrededor del 10% del aumento de la temperatura entre 1905 y 2005. Su contribución al calentamiento global es, por tanto, relativamente baja. Desde la década de 1980, la actividad solar incluso ha disminuido, mientras que la temperatura media del aire a nivel del suelo ha aumentado aún más. Estas pruebas demuestran que los cambios en la actividad solar no son responsables del fuerte aumento de la temperatura y del cambio climático, y también confirman que el aumento del calentamiento global se debe principalmente al efecto de los gases de efecto invernadero, que han aumentado desde el inicio de la era de la industrialización (siglo XVIII).

El impacto del hombre en el cambio climático es evidente y puede afirmarse gracias a las mediciones que los científicos han podido realizar con diversos métodos y tecnologías: por ejemplo, perforando profundamente los casquetes polares es posible extraer cilindros de hielo llamados «testigos» que contienen trazas de gases y otros materiales diminutos que sirven para determinar y reconstruir el clima de hace varios cientos de miles de años. Aunque diversas causas naturales influyen en el cambio climático, existe una clara correlación entre la temperatura y la cantidad de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO₂) y el metano (CH₄), en la atmósfera.

Los estudios han confirmado que las variaciones de temperatura, por un lado, y los cambios en la concentración de gases de efecto invernadero, por otro, han ido de la mano en los últimos 20.000 años, lo que sugiere una influencia recíproca. De estas observaciones también se desprende que las concentraciones actuales de gases de efecto invernadero son significativamente superiores a las del pasado. Otras pruebas proceden de los satélites. Estos instrumentos en órbita alrededor de la Tierra se han utilizado para medir la radiación térmica emitida desde la superficie terrestre al espacio, y se ha observado que, desde 1970, la cantidad de radiación que puede ser absorbida por los gases de efecto invernadero se irradia cada vez menos al espacio. Esto se debe al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero, que impiden cada vez más el escape directo de la radiación térmica. Se ha constatado que se refleja más radiación térmica hacia la superficie terrestre. Como consecuencia, la troposfera (atmósfera inferior) se ha calentado y la estratosfera (atmósfera superior) se ha enfriado.

Todos estos resultados indican que la teoría del cambio climático antropogénico es válida (y está demostrada). Además, las simulaciones de los modelos climáticos demuestran que el aumento de temperatura registrado no puede atribuirse únicamente a causas naturales, sino que solo puede explicarse por el impacto de las actividades humanas.