O sistema climático terrestre muda em resposta a variações em fatores externos incluindo variações na sua órbita em torno do Sol, erupções vulcânicas,e concentrações atmosféricas de gases do efeito estufa. As causas detalhadas do aquecimento recente continuam sendo uma área ativa de pesquisa, mas o consenso científico identifica os níveis aumentados de gases estufa devido à atividade humana como a principal causa do aquecimento observado desde o início da era industrial. Essa atribuição é mais clara nos últimos 50 anos, para os quais estão disponíveis os dados mais detalhados. Contrastando com o consenso científico, outras hipóteses foram avançadas para explicar a maior parte do aumento observado na temperatura global. Uma dessas hipóteses é que o aquecimento é resultado principalmente da variação na atividade solar.
Nenhum dos efeitos produzidos pelos fatores condicionantes é instantâneo. Devido à inércia térmica dos oceanos terrestres e à lenta resposta de outros efeitos indiretos, o clima atual da Terra não está em equilíbrio com o condicionamento que lhe é imposto. Estudos de compromisso climático indicam que ainda que os gases estufa se estabilizassem nos níveis do ano 2000, um aquecimento adicional de aproximadamente 0,5 °C ainda ocorreria.
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