lang=cs|upright=1.2|náhled|Údaje o průměrné globální teplotě naměřené několika vědeckými organizacemi jsou vysoce korelované. (V tomto grafu je hodnota „0“ průměrná teplota z let 1850–1900, která je považována za „předindustriální“ úroveň teploty.)|alt=Graf znázorňující globální střední teplotu od r. 1880 do r. 2016 podle instrumentálních měření - je vidět setrvalý růst v posledních desítkách let. náhled|upright=1.2|Sledujte jak se mění letní teploty na severní polokouli od roku 1955 do roku 2011. "Horko" (oranžová), "velmi horko" (červená) "extrémně horko" (hnědá) "průměr" (bílá), neobvykle "chladno" (světle modrá), "velmi chladno" (tmavě modrá) a "extrémně chladno" (fialová). náhled|Vzestup průměrné teploty nad oceánem je značně menší. Satelitní měření ukazují, že se severní mírné zeměpisné šířky oteplují téměř dvakrát rychleji než jižní mírné zeměpisné šířky, kde ale převažuje oceán. Na severní polokouli rozdíl mezi pevninou a oceánem v období satelitních měření významně ovlivnily aerosoly. Instrumentální záznamy teplot jsou záznamy teplot v rámci klimatu Země, založené na přímých měřeních teploty vzduchu a oceánů pomocí přístrojů. Instrumentální záznamy teplot se odlišují od nepřímých rekonstrukcí pomocí klimatických proxy dat, například z letokruhů stromů a oceánských sedimentů. Přístrojová data jsou shromažďována ze stovek meteorologických stanic, bójí a lodí po celém světě. Zatímco v mnoha hustě osídlených oblastech je hustota měření vysoká, v řídce osídlených oblastech, jako jsou polární oblasti a pouště, a také v mnoha částech Afriky a Jižní Ameriky jsou pozorování sítě řidší. V minulosti se měření prováděla pomocí rtuťových nebo lihových teploměrů, které se odečítaly ručně, ale stále častěji se používají elektronické snímače, které data přenášejí automaticky. Záznamy o globální průměrné povrchové teplotě jsou obvykle prezentovány spíše jako anomálie než jako absolutní teploty. Teplotní anomálie se měří oproti referenční hodnotě (nazývané také základní období nebo dlouhodobý průměr). Běžně používaným výchozím obdobím je například období 1951–1980.

Nejdelším teplotním záznamem je řada údajů o teplotě ve střední Anglii, která začíná v roce 1659. Do poloviny 19. století jsou záznamy přibližně jen z Evropy, USA a Atlantiku (přičemž záznamy z Antarktidy jsou přibližně až od poloviny 20. století). Nejdelší kvazi-globální záznamy začínají v roce 1850. Teploty se měří také ve vyšších vrstvách atmosféry pomocí různých metod, včetně radiosond vypouštěných pomocí meteorologických balónů, různých družic a letadel. Družice se hojně využívají ke sledování teplot ve vyšších vrstvách atmosféry, ale doposud se zpravidla nepoužívaly k vyhodnocování změn teplot na povrchu. V posledních desetiletích byly soubory údajů o globální teplotě povrchu doplněny rozsáhlým vzorkováním teploty oceánů v různých hloubkách, což umožňuje odhadovat obsah tepla v oceánech.

Záznamy ukazují rostoucí trend průměrných globálních teplot povrchu (tj. globální oteplování), který je způsoben emisemi skleníkových plynů způsobenými člověkem. Globální průměrná a kombinovaná teplota povrchu pevniny a oceánů vykazuje na základě několika nezávisle vytvořených souborů dat oteplení o 1,09 °C (rozmezí: 0,95 až 1,20 °C) v období 1850–1900 až 2011–2020IPCC AR6 WG1 SPM, s. 8 Tento trend je od 70. let 20. století rychlejší než v kterémkoli jiném padesátiletém období přinejmenším za posledních 2 000 let. V rámci tohoto dlouhodobého vzestupného trendu dochází ke krátkodobým výkyvům způsobeným přirozenou vnitřní proměnlivostí (např. ENSO, sopečné erupce), ale pravidelně dochází k rekordně vysokým hodnotám.

Metody Přístrojové teplotní záznamy jsou založeny na přímých měřeních teploty vzduchu a oceánů pomocí přístrojů, na rozdíl od nepřímých rekonstrukcí pomocí klimatických proxy dat, jako jsou letokruhy stromů a oceánské sedimenty. Nejdelším teplotním záznamem je teplotní řada Střední Anglie, která začíná v roce 1659. Nejdelší kvaziglobální záznamy začínají v roce 1850. Teploty na jiných časových škálách jsou diskutovány v rámci globálního teplotního záznamu.

„Globální teplota“ může být definována různými způsoby. Existuje malý rozdíl mezi teplotou vzduchu a povrchovou teplotou.IPCC SR15 SPM, s. 12

Satelitní měření teploty povrchu mohou být platné jen pro místa bez oblačnosti. V místě oblaků se teploty modelově dovozují nepřímo. I malé oblačnosti mohou znamenat chyby i přes 1 °C.

Globální záznamy od roku 1850 Obecně se má za to, že období, pro které existují dostatečně spolehlivé přístrojové záznamy přízemní teploty s téměř celosvětovým pokrytím, začíná kolem roku 1850. Existují i dřívější záznamy, ale s menším pokrytím, omezené převážně na severní polokouli a s méně standardizovaným přístrojovým vybavením.

Údaje o teplotě pro záznamy pocházejí z měření z pozemních stanic a lodí. Na pevnině se teploty měří buď pomocí elektronických čidel, nebo rtuťových či lihových teploměrů, které se odečítají ručně, přičemž přístroje jsou chráněny před přímým slunečním světlem pomocí přístřešku, jako je Stevensonova meteorologická budka. Záznamy z moře se skládají ze záznamů z lodí, které provádějí měření teploty moře, většinou z čidel namontovaných na trupu, vstupních otvorů motoru nebo z věder, a nověji zahrnují také měření z ukotvených a unášených bójí. Pozemní a mořské záznamy lze porovnávat.

Za měření na souši i na moři a kalibraci přístrojů odpovídají národní meteorologické služby. Standardizace metod je organizována prostřednictvím Světové meteorologické organizace (a dříve prostřednictvím její předchůdkyně, Mezinárodní meteorologické organizace).

Většina meteorologických pozorování se pořizuje pro účely předpovědi počasí. Centra, jako je Evropské centrum pro střednědobou předpověď počasí, zobrazují okamžitou mapu svého pokrytí; nebo Hadleyho centrum zobrazuje pokrytí pro průměr roku 2000. Pokrytí pro dřívější období 20. a 19. století by bylo podstatně menší. Ačkoli se změny teploty v jednotlivých lokalitách liší jak velikostí, tak směrem, čísla z různých lokalit se kombinují a vytvářejí odhad globální průměrné změny.

Absolutní teploty versus anomálie Záznamy globální průměrné povrchové teploty jsou obvykle prezentovány jako anomálie, nikoli jako absolutní teploty. Teplotní anomálie se měří vůči referenční hodnotě (nazývané také základní období nebo dlouhodobý průměr). Například běžně používaným základním obdobím je období 1951–1980. Pokud tedy průměrná teplota v tomto období byla 15 °C a aktuálně naměřená teplota je 17 °C, pak teplotní anomálie činí +2 °C.

Teplotní anomálie jsou užitečné pro odvození průměrných povrchových teplot, protože mají tendenci být vysoce korelované na velkých vzdálenostech (řádově 1000 km). Jinými slovy, anomálie jsou reprezentativní pro změny teploty na velkých plochách a vzdálenostech. Naproti tomu absolutní teploty se výrazně liší i na krátkých vzdálenostech. Soubor dat založený na anomáliích bude také méně citlivý na změny v pozorovací síti (např. otevření nové stanice v obzvláště teplé nebo chladné lokalitě) než soubor založený na absolutních hodnotách.

Průměrná absolutní teplota zemského povrchu za období 1961–1990 byla odvozena prostorovou interpolací průměrných pozorovaných teplot vzduchu při povrchu z oblastí pevniny, oceánů a mořského ledu s nejlepším odhadem 14 °C. Odhad je nejistý, ale pravděpodobně se pohybuje v rozmezí 0,5 °C od skutečné hodnoty. Vzhledem k rozdílu nejistot mezi touto absolutní hodnotou a jakoukoli roční anomálií není platné sčítat je dohromady, abychom z nich odvodili přesnou absolutní hodnotu pro konkrétní rok.

Celková oteplování a trendy Celosvětový průměr kombinované povrchové teploty půdy a oceánů ukazuje oteplování 0,85 [0,65 – 1,06] °C v období 1880 až 2012, což je založeno na několika samostatně vyrobených datových sadách. To dává trend 0,064 ± 0,015 °C za desetiletí v průběhu tohoto období. Tento trend je rychlejší na souši než na oceánu, rychlejší v arktických oblastech a rychleji od roku 70. let dvacátého století než přes celé časové období.

Oteplování v záznamu instrumentálních teplot K většině pozorovaného oteplování došlo ve dvou obdobích: mezi lety přibližně 1900 a 1940 a po roce 1970.IPCC AR5 Chapter 2 page 193 Ochlazení/ustálená úroveň mezi přibližně roky 1940 a 1970 bylo většinou přičítáno aerosolům síranů., in Některé z teplotních změn v tomto časovém období mohou být také důsledkem oceánské cirkulace.

Přičtení změn teploty přírodnímu nebo antropogennímu (tj. lidmi způsobenému) faktorů je důležitá otázka: viz globální oteplování.

Teploty vzduchu na souši rostou rychleji než povrchové teploty mořského povrchu. Mezi roky 1979 a 2012 byl trend pro souš asi 0,254 ± 0,050 °C za desetiletí podle datových sad CruTemp4 nebo 0,273 ± 0,047 °C dle GHCN, zatímco trend u mořské povrchové teploty je asi 0,072 ± 0,024 °C za desetiletí dle HadISST či 0,124 ± 0,030 °C za dekádu dle HadSST3.IPCC AR5 WG1 Chapter 2 page 187 and page 192 Od 1979 do 2012 lineární trend oteplování pro kombinované pozemních a mořské teploty je 0,155 °C [0,122 až 0,188 °C] za desetiletí podle zprávy Páté hodnotící zprávy IPCC.IPCC AR5 WG1 Chapter 2 p193

Čtvrtá hodnotící zpráva IPCC zjistila, že instrumentální záznamy teplot ve 20. století zahrnují účinky městské tepelných ostrovů, ale že šlo v první řadě o místní jev, který má zanedbatelný vliv na globální trendy teplot (méně než 0,006 °C za desetiletí nad pevninou a nula nad oceány).

Trendy náhled|Vzestup tepelné energie oceánů ve vrstvách 0–700 m a 0–2000 m|alt= Vzestup tepelné energie oceánů ve vrstvách 0–700 m a 0–2000 m náhled|250px|Srovnání pozemních a satelitních měření anomálie teploty atmosféry u povrchu. Satelitní měření vykazují menší trend.|alt= Srovnání pozemních a satelitních měření teploty atmosféry u povrchu. náhled|300px|Srovnání pozorované a simulované změny klimatu na základě tří velkoprostorových indikátorů v atmosféře, kryosféře a oceánu: změna teplot vzduchu při povrchu nad kontinenty (žluté panely), rozsah arktického a antarktického mořského ledu v září (bílé panely) a obsah tepla ve svrchních vrstvách oceánu ve velkých oceánských pánvích (modré panely). Uvedeny jsou také globální průměrné změny. Anomálie jsou uvedeny vzhledem k období 1880–1919 u teplot vzduchu při povrchu, 1960–1980 u obsahu tepla v oceánu a 1979–1999 u mořského ledu. Všechny časové řady jsou průměry za desetiletí vyznačené ke středu dekády. Zpráva IPCC z listopadu 2013|alt=Srovnání pozorované a simulované změny klimatu na základě tří velkoprostorových indikátorů v atmosféře, kryosféře a oceánu

náhled|250px|vlevo|Země je v „radiační nerovnováze“ minimálně od 70. let 20. st., odkdy méně energie opouští atmosféru než do ní vstupuje. Většina této extra energie je absorbována oceány.Rhein, M., et al. (7 June 2013): Box 3.1, in: Chapter 3: Observations: Ocean (final draft accepted by IPCC Working Group I), strany 11–12 (strany 14–15 v PDF souboru), v: IPCC AR5 WG1 Je velmi pravděpodobné, že lidská činnost výrazně přispěla k tomuto nárůstu tepla v oceánech.IPCC (11 November 2013): D.3 Detection and Attribution of Climate Change, v: Summary for Policymakers (finalized version), p.15, v: IPCC AR5 WG1|alt=Zachycování nárůstu energie

Měření teplot bylo prováděno historicky pozemními stanicemi, postupně i loděmi. Od roku 1979 jsou k dispozici také data z vesmírných družic. Výpočet průměrné globální teplotyIPCC vychází ze tří zdrojů (CRU/UKMO Hadley Centre, NASA/GISS a NCDC), jejichž metody výpočtu i použitá data se liší, trendy jsou si však podobné; viz IPCC AR4 WG1, kap. 3.2.2.4 je velmi složitý, protože měřicí stanice nejsou rovnoměrně rozmístěny, měřicí přístroje se v minulosti měnily a v okolí některých stanic docházelo k rozsáhlým změnám využití půdy (např. k urbanizaci). Historický vývoj klimatu je zjišťován metodami paleoklimatologie – především rekonstrukcemi z proxy dat získaných z historických vrstev ledovců, zkoumáním letokruhů stromů a sedimentů a také zkoumáním korálů.