Trong cộng đồng khoa học, nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ. Khi nhiều kết quả nghiên cứu được công bố, cộng đồng khoa học dần đi đến thống nhất: kể từ cuộc Cách mạng Công nghiệp, hoạt động của con người chắc chắn đã tác động đáng kể đến sự nóng lên của khí quyển, đại dương và đất liền. Sự đồng thuận này được khoảng 200 tổ chức khoa học trên toàn thế giới ủng hộ. Khoa học đằng sau biến đổi khí hậu ngày nay là hiệu ứng nhà kính, có nghĩa là khí nhà kính cho phép ánh sáng mặt trời xuyên qua bầu khí quyển, do đó làm ấm Trái đất, nhưng chúng cũng giữ lại một phần nhiệt tỏa ra từ bề mặt Trái đất.
Kể từ cuộc Cách mạng Công nghiệp, một lượng lớn khí nhà kính như carbon dioxide và methane đã được thải vào khí quyển. Các hiện tượng tự nhiên như phun trào núi lửa và sự thay đổi bức xạ mặt trời cũng đóng vai trò ảnh hưởng đến khí hậu, nhưng bằng chứng khoa học về biến đổi khí hậu hiện nay cho thấy rõ ràng rằng hoạt động của con người là động lực chính.
Trong hệ thống khí hậu, nồng độ tăng cao của một số khí nhà kính có thể ảnh hưởng đáng kể đến lực bức xạ của Trái Đất, dẫn đến hiện tượng nóng lên toàn cầu.
Sự gia tăng mạnh khí nhà kính không chỉ đến từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch mà còn từ những thay đổi trong sử dụng đất và các khí thải khác như nitơ oxit. Mối quan hệ giữa nồng độ các loại khí này và sự nóng lên của khí hậu là theo hàm logarit, với mỗi lượng khí nhà kính tăng thêm sẽ gây ra hiệu ứng nóng lên nhỏ hơn một chút khi nồng độ tăng. Tuy nhiên, nồng độ carbon dioxide vẫn ở mức cao trong những năm gần đây, nghĩa là tác động làm ấm của chúng vẫn khá mạnh.
Là một phần của hiệu ứng nhà kính, nồng độ hơi nước và độ phản xạ (Albedo) của Trái Đất thay đổi khi nồng độ thay đổi, làm trầm trọng thêm tác động của biến đổi khí hậu.
Khi lượng carbon dioxide thải vào khí quyển ngày càng nhiều, tỷ lệ các bồn chứa carbon hấp thụ nó sẽ giảm đi. Hiệu ứng nóng lên của khí nhà kính được tăng cường bởi cơ chế phản hồi của biến đổi khí hậu nhanh chóng. Hiện tượng này khiến cho mức độ nóng lên do mỗi đơn vị carbon dioxide do con người thải ra trở nên đáng kể hơn trước. Một số tác động làm ấm của khí carbon dioxide do hoạt động của con người thải ra từ lâu đã bị che lấp bởi khí thải lưu huỳnh oxit, tạo thành khí dung và gây ra hiệu ứng làm mát. Nhưng khi thế giới đang chống chọi với mưa axit và ô nhiễm không khí, hiệu ứng che chắn này đang dần suy yếu.
Các yếu tố tác động bên ngoài là những tác động bên ngoài lên hệ thống khí hậu. Bao gồm các hiện tượng tự nhiên như phun trào núi lửa và những thay đổi trong bức xạ mặt trời, trong khi tác động của con người chủ yếu liên quan đến những thay đổi trong thành phần khí quyển của Trái Đất. Lực bức xạ là thước đo mức độ ảnh hưởng của các yếu tố này đến sự cân bằng năng lượng của Trái Đất. Lực bức xạ dương sẽ dẫn đến sự nóng lên của bề mặt, từ đó ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ thống khí hậu.
Phản hồi khí hậu có thể tăng cường hoặc làm suy yếu phản ứng của khí hậu đối với các tác động bên ngoài và thường là trọng tâm trong hoạt động của hệ thống khí hậu.
Các nhà khoa học đã xác định được nhiều cơ chế phản hồi khí hậu khác nhau, trong đó quan trọng nhất là phản hồi hơi nước và phản hồi độ phản xạ băng (Albedo). Khi không khí ấm lên, nó cũng chứa nhiều hơi nước hơn, một loại khí nhà kính mạnh thúc đẩy quá trình nóng lên.
Kể từ cuộc Cách mạng Công nghiệp, phần lớn sự gia tăng nồng độ CO2 là do đốt nhiên liệu hóa thạch và thay đổi mục đích sử dụng đất. Theo báo cáo, tính đến năm 2019, nồng độ carbon dioxide và methane đã tăng lần lượt khoảng 48% và 160%. Sự gia tăng này không chỉ làm tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu mà còn gây ra một loạt phản ứng dây chuyền khiến tốc độ biến đổi khí hậu càng nhanh hơn.
Nhiệt độ không khí bề mặt ấm lên do tác động của con người ước tính dao động từ 0,8°C đến 1,3°C trong khoảng thời gian từ năm 2010 đến năm 2019 so với mức thay đổi trong khoảng thời gian từ năm 1850 đến năm 1900.
Ngoài ra, hệ thống bồn chứa carbon trong nước và đất cũng đang thay đổi. Tốc độ hấp thụ carbon dioxide của rừng và hệ sinh thái lành mạnh trong quá khứ đã chậm lại, điều này cũng góp phần vào tình trạng nóng lên toàn cầu bất lợi. Tác động của những thay đổi này đến hệ sinh thái tự nhiên là rõ ràng, đặc biệt là trong các kiểu thời tiết và quần xã sinh vật.
Tóm lại, hoạt động của các cơ chế phản hồi khí hậu làm cho vấn đề nóng lên toàn cầu trở nên phức tạp hơn và các biện pháp hiệu quả để giảm phát thải khí nhà kính đang trở nên cấp thiết. Những gì chúng ta đang phải đối mặt không chỉ là vấn đề khí hậu mà còn là thách thức toàn cầu ảnh hưởng đến mọi sự sống. Hãy nghĩ về những hành động cụ thể mà mỗi cá nhân có thể thực hiện để làm chậm lại xu hướng tiêu cực này.