direita|miniaturadaimagem| Fatores que impulsionam as mudanças climáticas de 1850–1900 a 2010–2019. O potencial de aquecimento global para fatores de longa duração, como as emissões de dióxido de carbono, não está representado.
A comunidade científica vem investigando as causas das mudanças climáticas há décadas. Após milhares de estudos, chegou-se a um consenso, onde é “inequívoco que a influência humana aqueceu a atmosfera, o oceano e a terra desde os tempos pré-industriais”. Este consenso é apoiado por cerca de 200 organizações científicas em todo o mundo.. Archived page: The source appears to incorrectly list the Society of Biology (UK) twice. O papel dominante nestas alterações climáticas tem sido desempenhado pelas emissões directas de dióxido de carbono provenientes da queima de combustíveis fósseis. As emissões indiretas de provenientes das alterações da utilização dos solos e as emissões de metano, óxido nitroso e outros gases com efeito de estufa desempenham papéis de apoio importantes.
O aquecimento causado pelo efeito estufa tem uma relação logarítmica com a concentração de gases de efeito estufa. Isso significa que cada fração adicional de CO2 e outros gases de efeito estufa na atmosfera tem um efeito de aquecimento ligeiramente menor do que as frações anteriores à medida que a concentração total aumenta. No entanto, apenas cerca de metade das emissões de CO2 residem continuamente na atmosfera, em primeiro lugar, uma vez que a outra metade é rapidamente absorvida pelos sequestros de carbono na terra e nos oceanos.Bindoff, N.L., W.W.L. Cheung, J.G. Kairo, J. Arístegui, V.A. Guinder, R. Hallberg, N. Hilmi, N. Jiao, M.S. Karim, L. Levin, S. O’Donoghue, S.R. Purca Cuicapusa, B. Rinkevich, T. Suga, A. Tagliabue, and P. Williamson, 2019: Chapter 5: Changing Ocean, Marine Ecosystems, and Dependent Communities. In: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, V. Masson-Delmotte, P. Zhai, M. Tignor, E. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Nicolai, A. Okem, J. Petzold, B. Rama, N.M. Weyer (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, pp. 447–587. https://doi.org/10.1017/9781009157964.007.Além disso, o aquecimento por unidade de gases com efeito de estufa também é afetado por feedbacks, como as mudanças nas concentrações de vapor de água ou no albedo da Terra (refletividade).IPCC, 2021: Annex VII: Glossary [Matthews, J.B.R., V. Möller, R. van Diemen, J.S. Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, C. Méndez, S. Semenov, A. Reisinger (eds.)]. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 2215–2256, doi:10.1017/9781009157896.022.
À medida que o aquecimento causado pelo CO2 aumenta, os sequestros de carbono absorvem uma fração menor das emissões totais, enquanto os feedbacks "rápidos" das mudanças climáticas amplificam o aquecimento dos gases de efeito estufa. Assim, ambos os efeitos são considerados interdependentes, e o aquecimento de cada unidade de CO2 emitida pelos humanos aumenta a temperatura em proporção linear à quantidade total de emissões.Além disso, uma parte do aquecimento global causado pelo efeito estufa foi "mascarada" pelas emissões de dióxido de enxofre causadas pelo homem, que formam aerossóis com efeito de resfriamento. No entanto, esta ocultação tem vindo a diminuir nos últimos anos, devido às medidas de combate à chuva ácida e à poluição atmosférica causada pelos sulfatos.
Fatores que afetam o clima da Terra miniaturadaimagem| Um diagrama que mostra para onde está indo o calor extra retido na Terra devido ao desequilíbrio energético.|esquerda Uma força é algo que é imposto externamente ao sistema climático. As forças externas incluem fenômenos naturais como erupções vulcânicas e variações na produção solar.Le Treut et al., Chapter 1: Historical Overview of Climate Change Science , FAQ 1.1, What Factors Determine Earth's Climate? , in . As atividades humanas também podem impor forças, por exemplo, através da alteração da composição da atmosfera da Terra. O forçamento radiativo é uma medida de como vários fatores alteram o equilíbrio energético do planeta Terra.Forster et al., Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and Radiative Forcing , FAQ 2.1, How do Human Activities Contribute to Climate Change and How do They Compare with Natural Influences? in . Uma força radiativa positiva levará ao aquecimento da superfície e, ao longo do tempo, do sistema climático. Entre o início da Revolução Industrial em 1750 e o ano de 2005, o aumento da concentração atmosférica de dióxido de carbono (fórmula química: CO2) levou a uma força radiativa positiva, calculada em média sobre a superfície da Terra, de cerca de 1,66 watts por metro quadrado (abreviado: W m −2 ).IPCC, Summary for Policymakers , Human and Natural Drivers of Climate Change , Figure SPM.2, in . Os feedbacks climáticos podem amplificar ou atenuar a resposta do clima a uma dada força. O sistema climático irá variar em resposta às mudanças nas forças. O sistema climático apresentará variabilidade interna tanto na presença quanto na ausência de forças impostas a ele. Esta variabilidade interna é resultado de interações complexas entre componentes do sistema climático, como o acoplamento entre a atmosfera e o oceano.Albritton et al., Technical Summary , Box 1: What drives changes in climate? , in .
Influências causadas pelo homem miniaturadaimagem| A energia flui entre o espaço, a atmosfera e a superfície da Terra. O aumento dos níveis de gases de efeito estufa está contribuindo para um desequilíbrio energético. Os fatores que afetam o clima da Terra podem ser divididos em forças, feedbacks e variações internas.Quatro linhas principais de evidência apoiam o papel dominante das actividades humanas nas recentes alterações climáticas:
Uma compreensão física do sistema climático: as concentrações de gases de efeito estufa aumentaram e suas propriedades de aquecimento estão bem estabelecidas. Há estimativas históricas de mudanças climáticas passadas que sugerem que as mudanças recentes na temperatura da superfície global são incomuns. Modelos climáticos avançados não conseguem replicar o aquecimento observado a menos que as emissões humanas de gases de efeito estufa sejam incluídas. Observações de forças naturais, como a atividade solar e vulcânica, mostram que não podem explicar o aquecimento observado. Por exemplo, um aumento na atividade solar teria aquecido toda a atmosfera, mas apenas a atmosfera inferior aqueceu.
Gases com efeito de estufa Os gases de efeito estufa são transparentes à luz solar e, portanto, permitem que ela passe pela atmosfera para aquecer a superfície da Terra. A Terra irradia calor, e os gases de efeito estufa absorvem uma parte dele. Esta absorção diminui a taxa de escape de calor para o espaço, prendendo o calor perto da superfície da Terra e aquecendo-a ao longo do tempo. Embora o vapor de água e as nuvens sejam os maiores contribuintes para o efeito estufa, eles mudam principalmente em função da temperatura. Portanto, eles são considerados feedbacks que alteram a sensibilidade climática. Por outro lado, gases como o CO2, o ozônio troposférico, CFCs e óxido nitroso são adicionados ou removidos independentemente da temperatura. Portanto, são considerados forças externas que alteram as temperaturas globais.Walsh, J., D. Wuebbles, K. Hayhoe, J. Kossin, K. Kunkel, G. Stephens, P. Thorne, R. Vose, M. Wehner, J. Willis, D. Anderson, V. Kharin, T. Knutson, F. Landerer, T. Lenton, J. Kennedy, and R. Somerville, 2014: Appendix 3: Climate Science Supplement. Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment, J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 735-789. doi:10.7930/J0KS6PHH miniaturadaimagem|Concentrações de CO2 nos últimos 800.000 anos, medidas a partir de núcleos de gelo (azul/verde) e diretamente (preto) A atividade humana desde a Revolução Industrial (por volta de 1750), principalmente a extração e queima de combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural), aumentou a quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera, resultando em um desequilíbrio radiativo. Nos últimos 150 anos, as atividades humanas têm liberado quantidades crescentes de gases de efeito estufa na atmosfera. Em 2019, as concentrações de CO2 e metano aumentaram cerca de 48% e 160%, respectivamente, desde 1750.. Esses níveis de CO2 são os mais altos em qualquer momento dos últimos 2 milhões de anos. As concentrações de metano são muito mais elevadas do que eram nos últimos 800.000 anos.
Isso levou ao aumento da temperatura média global, ou aquecimento global. O intervalo provável de aquecimento do ar à superfície induzido pelo homem entre 2010 e 2019, em comparação com os níveis de 1850 a 1900, é de 0,8 °C a 1,3 °C, com uma melhor estimativa de 1,07 °C. Isto está próximo do aquecimento global observado durante esse intervalo de 0,9 °C a 1,2 °C. As mudanças de temperatura durante esse período foram provavelmente de apenas ±0,1 °C devido a forças naturais e ±0,2 °C devido à variabilidade do clima.: 3, 443
As emissões antropogénicas globais de gases com efeito de estufa em 2019 foram equivalentes a 59 bilhões de toneladas de CO2. Destas emissões, 75% eram CO2, 18% eram metano, 4% eram óxido nitroso e 2% eram gases fluorados.IPCC, 2022: Summary for Policymakers [P.R. Shukla, J. Skea, A. Reisinger, R. Slade, R. Fradera, M. Pathak, A. Al Khourdajie, M. Belkacemi, R. van Diemen, A. Hasija, G. Lisboa, S. Luz, J. Malley, D. McCollum, S. Some, P. Vyas, (eds.)]. In: Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [P.R. Shukla, J. Skea, R. Slade, A. Al Khourdajie, R. van Diemen, D. McCollum, M. Pathak, S. Some, P. Vyas, R. Fradera, M. Belkacemi, A. Hasija, G. Lisboa, S. Luz, J. Malley, (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA. doi: 10.1017/9781009157926.001.
Dióxido de carbono miniaturadaimagem| O Projeto Global de Carbono mostra como as adições de CO2 desde 1880 foram causadas por diferentes fontes que aumentaram uma após a outra.|esquerda As emissões de CO2 provêm principalmente da queima de combustíveis fósseis para fornecer energia para transportes, manufatura, aquecimento e eletricidade. Emissões adicionais desse gás provêm do desmatamento e de processos industriais, que incluem o gás liberado pelas reações químicas para a produção de cimento, aço, alumínio e fertilizantes.; ; ; ;
O CO2 é absorvido e emitido naturalmente como parte do ciclo do carbono, através da respiração animal e vegetal, erupções vulcânicas e trocas oceano-atmosfera. As atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis e as mudanças no uso da terra (ver abaixo), libertam grandes quantidades de carbono para a atmosfera, fazendo com que as concentrações de CO2 na atmosfera aumentem.See also: , in
As medições de alta precisão da concentração de CO2 atmosférico, iniciadas por Charles David Keeling em 1958, constituem a série temporal principal que documenta a composição mutável da atmosfera ., in . Estes dados, conhecidos como Curva de Keeling, têm um estatuto icónico na ciência das alterações climáticas como prova do efeito das actividades humanas na composição química da atmosfera global.