Nguyên nhân tự nhiên và hiệu ứng nhà kính

Khí hậu có thể biến đổi do độ nghiêng trục và quỹ đạo Trái Đất, hoạt động Mặt Trời, núi lửa hoặc chuyển động kiến tạo làm thay đổi vị trí và cách sắp xếp lục địa. Các tác nhân không có cùng quy mô thời gian hoặc cùng hướng tác động. Biến đổi quỹ đạo và độ nghiêng làm thay đổi phân bố bức xạ theo mùa, vĩ độ. Kiến tạo có thể làm thay đổi vị trí lục địa qua hàng triệu năm. Một số đợt phun trào núi lửa lớn đưa vật chất lên cao, tạo các hạt làm tăng phần bức xạ Mặt Trời bị tán xạ trở lại không gian và có thể gây lạnh tạm thời. Vì vậy không coi mọi nguyên nhân tự nhiên đều làm Trái Đất nóng lên.

Bề mặt Trái Đất hấp thụ một phần năng lượng Mặt Trời và phát ra bức xạ hồng ngoại. Những khí nhà kính hấp thụ một phần bức xạ hồng ngoại rồi phát xạ theo nhiều hướng, trong đó có hướng về bề mặt. Quá trình này góp phần giữ ấm bề mặt và lớp khí quyển thấp. Hiệu ứng nhà kính tự nhiên tạo điều kiện nhiệt phù hợp với sự sống. Vấn đề là sự tăng thêm nồng độ khí nhà kính do hoạt động con người làm thay đổi cân bằng năng lượng, thúc đẩy nóng lên. Khí nhà kính không phải một tấm gương phản xạ toàn bộ năng lượng; năng lượng vẫn có thể thoát ra không gian.

Trong bối cảnh nóng lên hiện nay, hoạt động con người là tác nhân chủ yếu làm gia tăng biến đổi khí hậu theo nội dung chuyên đề. Đốt nhiên liệu hóa thạch, các quá trình sản xuất, nông nghiệp và thay đổi sử dụng đất làm tăng phát thải khí nhà kính; phá rừng còn làm giảm khả năng hấp thụ CO₂. Giải thích phải xem cơ chế và bằng chứng ở giai đoạn đang nghiên cứu. Việc khí hậu từng biến đổi do tự nhiên không đủ để kết luận rằng mọi thay đổi hiện nay cũng chỉ do tự nhiên. Ngược lại, không từ vai trò con người suy rằng mọi biến động khí hậu ngắn hạn đều có duy nhất một nguyên nhân.