Змі́на клі́мату — це довгострокові зрушення та зміни температури, опадів, вітрового режиму та інших аспектів кліматичної системи Землі.

Ці зміни можуть бути природними, зумовленими коливаннями сонячної радіації, сейсмічною активністю, виверженням вулканів та природними вуглецевими циклами. Однак у новітній історії термін «зміна клімату» найчастіше використовується для опису значних і швидких змін у глобальному та регіональному кліматі, спричинених людською діяльністю, насамперед викидами парникових газів, таких як вуглекислий газ (CO2), метан (CH4), оксид азоту (N2O) та F-гази.

Основним джерелом цих викидів є спалювання викопного палива – вугілля, нафти та природного газу – для отримання енергії, а також вирубка лісів, промислові процеси та певні сільськогосподарські практики. З кінця 19-го століття антропогенна (викликана людьми) зміна клімату призвела до підвищення глобальної температури поверхні Землі, відомого як глобальне потепління, що було добре задокументовано численними науковими дослідженнями. Підвищення глобальної температури не пояснюється змінами сонячної активності, яка за минулі 3 століття є відносно стабільною; тоді як зміна концентрації в атмосфері парникових газів, які викликають парниковий ефект, достовірно відповідає підвищенню глобальної температури. Науковий консенсус стосовно зміни клімату (97–99.9%) полягає в тому, що саме людська діяльність, насамперед викиди парникових газів, є основною причиною глобального потепління й зміни клімату.

Наслідки зміни клімату є широкомасштабними, включаючи танення льодовиків і підвищення рівня моря, частіші та сильніші екстремальні погодні явища, а також висихання ґрунтів, порушення екосистем та біорізноманіття. Вплив також поширюється на людські системи, що має наслідки для продовольчої та водної безпеки, здоров'я людей та економічної стабільності.

Міжурядова група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК), провідна міжнародна наукова організація, заявила, що для уникнення найнебезпечніших наслідків зміни клімату необхідно обмежити глобальне потепління до рівня нижче 2°C порівняно з доіндустріальним, а також докласти зусиль, щоб утримати зростання температури на рівні 1,5°C. Досягнення цих цілей вимагає значного скорочення викидів парникових газів, переходу на відновлювані джерела енергії, підвищення енергоефективності, оптимізації сільськогосподарських практик, та збільшення природних , шляхом лісовідновлення та заліснення.

Зміна клімату – це глобальний виклик, який вимагає міжнародної співпраці, а також дій на місцевому рівні, спрямованих на декарбонізацію й зменшення викидів інших парникових газів, та адаптацію до глобальної зміни клімату. Уряди, бізнес, громади та окремі громадяни відіграють важливу роль у подоланні причин та наслідків зміни клімату з головною метою – забезпечити стале та придатне для життя майбутнє для всіх.

Науковці активно працюють, щоб зрозуміти який був клімат у минулому та буде у майбутньому за допомогою та теоретичного моделювання. Історичні кліматичні дані — занурення у минуле Землі — були відтворені, та й досі триває їх накопичення з геологічних зразків з свердловин, кернів з глибоких шарів льоду, залишків флори та фауни, гляціальних та перигляціальних процесів, стабільних ізотопів та інших методів аналізу осаду, та слідів минулих рівнів моря. Новітні дані збираються за допомогою інструментальних записів. Моделі загальної циркуляції, побудовані за принципами природничих наук, часто використовуються у теоретичних підходах для зіставлення з даними клімату у минулому, щоб прогнозувати та виявляти причинно-наслідкові зв'язки в зміні клімату.

Термінологія Найбільш загальне визначення зміни клімату — це зміна статистичних властивостей кліматичної системи, якщо розглядати більш тривалі періоди часу, незалежно від причини. Таким чином, коливання протягом коротших періодів ніж кілька десятиліть, наприклад, таке як Ель-Ніньйо, не є зміною клімату.

Термін іноді використовують спеціально для позначення зміни клімату, що спричинена діяльністю людини, на відміну від змін клімату, що, можливо, відбулись в рамках природних процесів Землі. У цьому сенсі, особливо в контексті екологічної політики, термін зміна клімату стало синонімом антропогенного глобального потепління. У наукових журналах, глобальне потепління означає підвищення температури на поверхні, тоді як зміна клімату включає глобальне потепління і все інше, на що впливає підвищення вмісту парникових газів.

Чинники впливу на клімат У найширшому розумінні, кількість енергії, яку Земля отримує від Сонця, та кількість, яку вона віддає у космос, визначають рівноважну температуру та клімат Землі. Ця енергія розповсюджується по земній кулі за допомогою вітрів, океанських течій, та інших механізмів, які впливають на клімати різних регіонів.

Фактори, які формують клімат, називаються або «зовнішніми механізмами». До них належать такі процеси, як: коливання у сонячному випромінюванні, відхилення орбіти Землі, зміни альбедо або здатності материків і океанів відбивати випромінення, утворення гір та рух материків, та зміни концентрації парникових газів. Існує, також, велика кількість різноманітних зворотних реакцій на зміну клімату, які можуть як збільшувати, так і зменшувати первісний вплив. Деякі частини кліматичної системи, такі як океани та льодовикові шапки, повільно реагують на кліматичні зміни, тоді як інші реагують значно швидше. Існують також ключові порогові фактори, при перевищенні яких можливе настання швидких змін.

Кліматоутворювальні чинники можуть бути внутрішніми або зовнішніми. Внутрішні чинники — це природні процеси, які виникають усередині самої кліматичної системи (наприклад термохалінна циркуляція). Зовнішні чинники можуть бути як природними (наприклад, зміни у сонячному випромінюванні), так і антропогенними (наприклад, збільшення викидів парникових газів).

Незалежно від того, первісні кліматоутворювальні чинники є внутрішніми чи зовнішніми, реакція кліматичної системи може бути швидкою (наприклад, раптове охолодження через розсіяний у повітрі вулканічний попіл, який відбиває сонячне світло), повільною (наприклад, теплове розширення води океану через потепління) або комбінованою (наприклад, раптова втрата здатності поверхні Північно-Льодовитого океану відбивати світло, тобто втрата альбедо, через танення морського льоду внаслідок поступового потепління води). Таким чином, кліматична система може одразу зреагувати, але повна відповідь на дії чинників може зайняти кілька століть, і навіть довше.

Внутрішні чинники впливу на клімат Природні зміни у складових кліматичної системи Землі та їх взаємодії спричиняють внутрішню кліматичну мінливість, тобто «внутрішні чинники». Взагалі науковці виділяють п'ять компонентів кліматичної системи Землі, що включають у себе: атмосферу, гідросферу, кріосферу, літосферу (обмежено — поверхневі ґрунти, каміння, та осад), та біосферу.

Світовий океан

Океан — це фундаментальна частина кліматичної системи, в якій будь-яка зміна відбувається за довший час, ніж в атмосфері, яка має в сотні разів більше вагу та дуже високу теплову інерцію (наприклад, океанські глибини ще й досі відстають у температурній адаптації від Малого льодовикового періоду).

Короткострокові коливання (від декількох років до декількох десятиліть), такі як , , та відтворюють мінливість клімату, а не його зміну. На тривалому відрізку часу, перетворення в океанічних процесах, таких як, термогалійна циркуляція, відіграють ключову роль у перерозподілі тепла, повільно виводячи води з надглибоких шарів та розподіляючи тепло у світовому океані.

Життя Життя впливає на клімат через участь у вуглецевому циклі, у кругообігу води, та у таких природних механізмах, як: альбедо, сумарне випаровування, утворення хмар та вивітрювання. Прикладом того, як життя раніше впливало на формування клімату може бути: зледеніння, спричинене розвитком кисневого фотосинтезу 2,3 мільярди років тому, або зледеніння, про яке відомо через давні поклади стійкого до розкладу детриту судинних наземних рослин (утворення вугілля), яке відбулось 300 мільйонів років тому, або закінчення 55 мільйонів років тому, внаслідок буйного розростання морського фітопланктону, або реверс глобального потепління 49 мільйонів років тому, спричинений цвітінням арктичної азолли та глобальне охолодження, яке відбулося більше ніж 40 мільйонів років тому через поширення злакових екосистем.

Зовнішні чинники

Зміни орбіти

Невеликі відхилення орбіти Землі призводять до змін у сезонному розподілі сонячного світла, яке сягає земної поверхні, та його розподіл по всій планеті. Існує дуже маленька зміна у розподілі сонячного світла в середньому за площею але можливі сильні зміни у географічному та сезонному розподілі. Існує три типи зміни орбіти: зміни земного ексцентриситету, зміни кута нахилу осі обертання Землі, та прецесія земної осі. Поєднанні разом, вони представляють собою цикли Міланковича і мають потужний вплив на клімат, проявляються в кореляції з льодовиковими та міжльодовиковими періодами, з наступом та відступом Сахари, та відображені у стратиграфічних записах.

МГЕЗК зазначає, що цикли Міланковича були рушійною силою циклів льодовикового періоду, викиди вуглекислого газу змінювалися із зміною температури «із затримкою у декілька сотень років», а далі, як зворотна реакція на зміни концентрації СО2, відбувалося посилення зміни температури. Зміна температури в океанських глибинах відбувається із затримкою у часі (теплова інерція). Із зміною температури морської води в океані також змінюється розчинність вуглекислого газу.

Сонячне випромінювання

Со́нячна акти́вність — термін, що характеризує поточну сонячну радіацію, її спектральний розподіл, супутні електромагнітні явища та зміни в часі характеристик Сонця. Сонячна активність визначається сукупністю фізичних змін, які відбуваються на Сонці. Зовнішні прояви сонячної активності — сонячні плями, факели, флокули, протуберанці тощо. Впливає на зміну погоди та клімату.

Розрізняють періодичні компоненти цих змін, основним з яких є 11-річний сонячний цикл, і аперіодичні зміни.

Зміни світності Сонця за період його спостереження і космічних польотів перебувають у межах точності приладів. Невелика частина ультрафіолетового діапазону змінюється в межах декількох відсотків. Загальна світність Сонця протягом 11-річних циклів активності змінюється на 0,1 % або на 1,3 Вт/м². Повна кількість сонячної радіації, яка надходить до верхньої межі земної атмосфери, становить у середньому 1 366 Вт/м².

Оцінки змін сонячної активності на основі чутливих до клімату радіоізотопних маркерів (проксі[en]) дають різні результати — з одного боку є свідчення дуже незначних змін (~0,1 %) протягом останніх 2 000 років, інші дослідження вказують на збільшення світності на ~0,2 % з початку 17-го ст.

На клімат впливає також вулканічна активність, як, наприклад, у випадку мінімуму Маундера. Крім змін яскравості Сонця, м'якше на клімат впливає сонячний вітер у земній магнітосфері та зміни в ультрафіолетовій частині спектра Сонця. Але ці питання станом на 2009 рік ще слабко опрацьовані.

Сонце — це головне джерело енергії на Землі. Відомо, що на глобальний клімат впливає як довго, так і короткотривале коливання сонячної активності.