许多因素影响气候变化，包括自然事件，例如火山爆发或地球围绕太阳的轨道的变化，以及地壳的移动。然而自工业革命以来（19世纪），由于燃烧化石燃料和人类活动，全球温度以更快的速度上升，这是目前气候变化的主要原因。

臭氧消耗和气候变化并非直接相关。由于氯氟烃（CFCs, 多年来被用作冰箱和空调的制冷剂）的释放而导致的臭氧层变薄，是气候变暖的原因。臭氧层吸收了太阳的大部分紫外线辐射（UV-B），保护植物、动物和人类免受太阳光线的有害影响。在过去的六十年里，臭氧层已经变薄，在南极洲甚至超过了50%。鉴于臭氧层消耗所带来的严重威胁，1987年通过了《蒙特利尔议定书》，以减少氟氯化碳的排放，因此自20世纪90年代以来，导致臭氧层希薄的气体排放量有所减少。

气溶胶指的是悬浮在大气中数天或数周的微小颗粒（固体或液体），它们来自人类活动（如燃烧化石燃料）或自然（如火山爆发，或海雾，甚至来自植被释放的生物颗粒（如孢子））。气溶胶以两种不同的方式影响地球的气候：它们可以反射射入的太阳光，阻挡本应到达地球表面的部分能量，或者它们可以将太阳能困在大气层中，抵消反射造成的冷却。然而，气溶胶通常被认为具有与温室气体相同的效果。 气溶胶对于云的形成也是至关重要的：它们的一个子集可以作为云的凝结核和冰核。气溶胶数量的增加可能会增加云凝结核的数量浓度，在固态水等量的条件下，形成更多更小的云滴。

科学测量表明，自工业化开始以来，不仅全球平均气温上升，而且大气中的二氧化碳（CO₂）和其他温室气体的浓度也在增加。许多研究，特别是IPCC（政府间气候变化专门委员会，是联合国评估气候变化相关科学的机构）的科学论文表明，这些温室气体由于人类的活动（尤其是化石燃料的燃烧）而增加。这些人为的气体被称为 “人为的温室气体”。就像天然温室气体一样，它们阻止热辐射从地球直接逃到太空。由于人为温室效应，地球表面保留了更多的太阳辐射，从而导致地面空气温度的上升，在过去150年里的这种现象已经被观察到。

因此，从工业化开始到今天的温度上升，被定义为 “人为的气候变化”。

正如我们在上一章（2.4）中所指出的，人类活动所排放的温室气体被称为 “人为温室气体”。二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和一氧化二氮（N₂O）排放对人为温室效应的贡献程度取决于它们在地球大气中的浓度和它们的温室气体潜在效应。值得注意的是，二氧化碳被广泛报道为最重要的人为温室气体，因为它目前占了与人类活动有关的变暖的最大部分（76%）。

甲烷对此贡献占16%，氧化亚氮占6%，其他气体占2%。尽管与氧气（21%）和氮气（78%）的比例相比，温室气体在地球大气中的比例仍然很低，但自工业化开始以来，它们在大气中的存在已经急剧增加，从而影响了温室效应，造成全球变暖加剧。物理或化学过程被降解并从大气中清除之前，它们会在大气中停留很长时间，对气候造成长期的影响。这里提出一个概念，我们用温室气体的全球变暖潜能值，或称 “GWP”来衡量其对气候的影响，它被定义为某温室气体与相同数量的二氧化碳相比，在一定时期（100年）对气候升温的贡献。例如，甲烷（CH₄）的全球升温潜能值为28，表明与相同数量的二氧化碳相比，这种气体在未来100年内的升温幅度将是28倍。尽管二氧化碳的全球升温潜能值明显小于CH₄和N₂O，但由于人类活动产生的二氧化碳数量远远大于CH₄或N₄O，因此二氧化碳排放对总的温室效应的贡献是最大的（如上所述的76%）。

太阳活动的趋势（太阳辐射强度）不是全球平均温度突然上升的原因。 据推测，从1905年到2005年，太阳活动对温度上升的影响约为10%。因此，它对全球变暖的贡献是相对较低的。自20世纪80年代以来，太阳活动甚至减少了，而地面的平均气温却进一步上升。这一证据表明，太阳活动的变化并不是温度急剧上升和气候变化的原因。此外，它从另一面佐证了全球变暖的增加主要是由于温室气体的影响，因为自工业化时代开始（18世纪）以来，温室气体已经增加。

人类对气候变化的影响是肯定并且显而易见的，这是科学家们使用不同的方法和技术进行测量得出的结论：例如，通过钻入冰盖深处，可以提取被称为 “胡萝卜 “的冰柱，其中含有气体和其他微粒的痕迹，可用于确定和重建几十万年前的气候。 虽然有几个影响气候变化的自然因素，但温度与大气中存在的二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）等温室气体的数量之间的相关性是显而易见的。

研究证实，在过去的两万年里，温度的变化和温室气体浓度的变化显示出相关性。从这些观察中也可以看出，目前的温室气体浓度明显高于过去的浓度。其他证据来自于卫星。这些围绕地球运行的仪器被用来测量从地球表面发射到太空的热辐射，据观察，自1970年以来，被温室气体吸收的反射到太空中的辐射量越来越少。这是由于温室气体浓度的增加，越来越多地阻止了热辐射的散射。人们发现，有更多的热辐射被反射到地球表面。因此，对流层（低层大气）变暖，平流层（高层大气）变冷。

所有这些结果表明，人为气候变化的理论是有效的。此外，气候模型的模拟显示，有记录的温度上升不能完全归咎于自然原因，而只能用人类活动的影响来解释。