ประวัติศาสตร์ของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเริ่มต้นขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 เมื่อมีการสงสัยถึงยุคน้ำแข็งและการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติอื่นๆ ในสภาพภูมิอากาศโบราณ และมีการระบุถึงปรากฏการณ์เรือนกระจก ทางธรรมชาติ เป็นครั้งแรก ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ได้โต้แย้งเป็นครั้งแรกว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ของมนุษย์ อาจเปลี่ยนแปลง สมดุลพลังงาน และสภาพภูมิอากาศของโลกการมีอยู่ของปรากฏการณ์เรือนกระจก แม้ว่าจะไม่ได้ตั้งชื่ออย่างเป็นทางการ แต่ก็มีการเสนอไว้ตั้งแต่ปี 1824 โดยโจเซฟ ฟูริเยร์ [ ^{2 ] ข้อ}โต้แย้งและหลักฐานได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมโดยโคลด ปุยเยต์ในปี 1827 และ 1838 ในปี 1856 ยูนิซ นิวตัน ฟูทได้แสดงให้เห็นว่าผลกระทบจากความร้อนของดวงอาทิตย์นั้นมากกว่าสำหรับอากาศที่มีไอน้ำมากกว่าอากาศแห้ง และผลกระทบจะยิ่งมากขึ้นเมื่อมีคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 3 ] [ 4 ]}

จอห์น ทินดอลล์เป็นคนแรกที่วัดการดูดซับและการปล่อยรังสีอินฟราเรดของก๊าซและไอระเหยต่างๆ ตั้งแต่ปี 1859 เป็นต้นมา เขาแสดงให้เห็นว่าผลกระทบเกิดจากสัดส่วนเล็กน้อยของชั้นบรรยากาศ โดยก๊าซหลักไม่มีผลกระทบ และส่วนใหญ่เกิดจากไอน้ำ แม้ว่าไฮโดรคาร์บอนและคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยจะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 5 ]}ผลกระทบนี้ได้รับการวัดปริมาณอย่างครบถ้วนมากขึ้นโดยสแวนเต อาร์เรเนียสในปี 1896 ซึ่งได้ทำการคาดการณ์เชิงปริมาณครั้งแรกเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่าตามสมมติฐาน

ในช่วงทศวรรษ 1960 หลักฐานเกี่ยวกับผลกระทบที่ทำให้โลกร้อนขึ้นจาก ก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์เริ่มมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบว่ากิจกรรมของมนุษย์ที่ก่อให้เกิดละอองลอย ในชั้นบรรยากาศ (เช่น "มลพิษทางอากาศ") อาจมีผลทำให้โลกเย็นลงได้เช่นกัน (ซึ่งต่อมาเรียกว่าปรากฏการณ์แสงริบหรี่ทั่วโลก ) นอกจากนี้ยังมีการเสนอทฤษฎีอื่นๆ เกี่ยวกับสาเหตุของภาวะโลกร้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงต่างๆ ตั้งแต่การระเบิดของภูเขาไฟไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์ในช่วงทศวรรษ 1970 ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับภาวะโลกร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ในช่วงทศวรรษ 1990 ผลจากการพัฒนาความแม่นยำของแบบจำลองคอมพิวเตอร์และงานสังเกตการณ์ที่ยืนยันถึงทฤษฎีของมิลานโควิชเกี่ยวกับยุคน้ำแข็ง ทำให้เกิดฉันทามติขึ้น เป็นที่ชัดเจนว่าก๊าซเรือนกระจกมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่วนใหญ่ และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากมนุษย์เป็นสาเหตุของภาวะโลก ร้อน ที่สังเกตได้

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 การวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้รวมเอาหลายสาขาวิชาและขยายขอบเขตออกไป การวิจัยได้ขยายความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ ความเชื่อมโยงกับข้อมูลในอดีต และความสามารถในการวัดและสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การวิจัยในช่วงเวลานี้ได้รับการสรุปไว้ในรายงานการประเมินโดยคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตั้งแต่ปี 1990 เป็นต้นมาการระบุสาเหตุของเหตุการณ์สุดขั้ว (EEA) หรือที่รู้จักกันในชื่อวิทยาศาสตร์การระบุสาเหตุและพัฒนาขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ^{[ 6 ]}ใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศเพื่อระบุและวัดปริมาณบทบาทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ที่มีต่อความถี่ ความรุนแรง ระยะเวลา และผลกระทบของเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วแต่ละเหตุการณ์โดยเฉพาะ^{[ 7 ] [ 8 ]}

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนต่างสงสัยว่าสภาพภูมิอากาศของภูมิภาคหนึ่งๆ อาจเปลี่ยนแปลงไปได้ตลอดหลายศตวรรษ ตัวอย่างเช่นธีโอฟราสตัสศิษย์ของอริสโตเติลนักปรัชญากรีกโบราณ ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ได้เล่าว่าการระบายน้ำออกจากหนองน้ำทำให้พื้นที่นั้นเสี่ยงต่อการเยือกแข็งมากขึ้น และคาดการณ์ว่าพื้นดินจะอุ่นขึ้นเมื่อการถางป่าทำให้พื้นที่นั้นได้รับแสงแดด ในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช วิทรูเวียส นักเขียน และสถาปนิกชาวโรมันได้เขียนเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศที่เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรมที่อยู่อาศัยและวิธีการเลือกสถานที่ตั้งเมือง^{[ 9 ] [ 10 ]} นักวิชาการ ชาวยุโรปในยุคเรเนสซองส์และยุคต่อมาเห็นว่าการตัดไม้ทำลายป่าการชลประทานและการเลี้ยงสัตว์ได้เปลี่ยนแปลงพื้นที่รอบทะเลเมดิเตอร์เรเนียนมาตั้งแต่สมัยโบราณ พวกเขาคิดว่ามีความเป็นไปได้ที่การกระทำของมนุษย์เหล่านี้ส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศในท้องถิ่น^{[ 11 ] [ 12 ]}ในหนังสือที่ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2431 นักวิชาการและรัฐบุรุษชาวจีนสมัยราชวงศ์ซ่งเหนือShen Kuoได้ส่งเสริมทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างค่อยเป็นค่อยไปตลอดหลายศตวรรษ เมื่อ มีการค้นพบ ไม้ไผ่ โบราณ ที่กลายเป็นหินซึ่งได้รับการอนุรักษ์ไว้ใต้ดินในเขตภูมิอากาศแห้งแล้งและภูมิภาคทางเหนือที่แห้งแล้งของYanzhouซึ่งปัจจุบันคือYan'anมณฑลฉานซี ซึ่งอยู่ห่างไกลจากพื้นที่ที่มีอากาศอบอุ่นและชื้นกว่าของจีนซึ่งเป็นที่ที่ไม้ไผ่เจริญเติบโตโดยทั่วไป^{[ 13 ] [ 14 ]}

การเปลี่ยนแปลงของอเมริกาเหนือตะวันออกจากป่าไม้เป็นพื้นที่เพาะปลูก ในช่วงศตวรรษที่ 18 และ 19 นำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดภายในช่วงชีวิตของมนุษย์ ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 หลายคนเชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงนี้กำลังเปลี่ยนสภาพภูมิอากาศของภูมิภาค ซึ่งอาจจะดีขึ้น เมื่อเกษตรกรในอเมริกาที่ถูกขนานนามว่า "sodbusters" เข้ามาครอบครองที่ราบใหญ่พวกเขากล่าวว่า " ฝนจะตามมาหลังจากการไถ " ^{[ 15 ] [ 16 ]}ผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ ไม่เห็นด้วย และบางคนโต้แย้งว่าการตัดไม้ทำลายป่าทำให้เกิดการไหลของน้ำฝนอย่างรวดเร็วและน้ำท่วม และอาจส่งผลให้ปริมาณน้ำฝนลดลงด้วย นักวิชาการชาวยุโรปเสนอว่าเขตภูมิอากาศอบอุ่นที่ชาว " เผ่าคอเคเซียน " อาศัยอยู่นั้นมีความเหนือกว่าโดยธรรมชาติสำหรับการแพร่กระจายอารยธรรม และกล่าวว่าชาวตะวันออกในตะวันออกใกล้โบราณได้เปลี่ยนดินแดนที่เคยอุดมสมบูรณ์ของพวกเขาให้กลายเป็นทะเลทรายที่แห้งแล้งอย่างไม่ระมัดระวัง^{[ 17 ]}

ในขณะเดียวกัน หน่วยงานพยากรณ์อากาศแห่งชาติได้เริ่มรวบรวมข้อมูลการสังเกตการณ์ที่เชื่อถือได้จำนวนมากเกี่ยวกับอุณหภูมิ ปริมาณน้ำฝน และอื่นๆ เมื่อวิเคราะห์ตัวเลขเหล่านี้ พบว่ามีการเพิ่มขึ้นและลดลงหลายครั้ง แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่คงที่ในระยะยาว เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 19 ความคิดเห็นทางวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนไปอย่างเด็ดขาดต่อต้านความเชื่อใดๆ เกี่ยวกับอิทธิพลของมนุษย์ต่อสภาพภูมิอากาศ และไม่ว่าผลกระทบในระดับภูมิภาคจะเป็นอย่างไร ก็มีน้อยคนที่จะจินตนาการได้ว่ามนุษย์สามารถส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศของโลกโดยรวมได้^{[ 17 ]}

ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 17 นักธรรมชาติวิทยาพยายามที่จะประสานปรัชญาเชิงกลกับเทววิทยา โดยเริ่มแรกภายในกรอบเวลาตามคัมภีร์ไบเบิลในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 มีการยอมรับยุคก่อนประวัติศาสตร์เพิ่มมากขึ้น นักธรณีวิทยาพบหลักฐานของยุคทางธรณีวิทยา ที่ต่อเนื่องกัน พร้อมกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มีทฤษฎีต่างๆ ที่แข่งขันกันเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้บัฟฟอนเสนอว่าโลกเริ่มต้นจากการเป็นทรงกลมที่ร้อนระอุและค่อยๆ เย็นลงเจมส์ ฮัตตันซึ่งแนวคิดเรื่องการเปลี่ยนแปลงเป็นวัฏจักรในช่วงเวลาอันยาวนานของเขาถูกขนานนามในภายหลังว่าเอกภาพนิยมเป็นหนึ่งในผู้ที่พบสัญญาณของกิจกรรมธารน้ำแข็งในอดีตในสถานที่ที่อบอุ่นเกินกว่าจะมีธารน้ำแข็งในยุคปัจจุบัน^{[ 18 ]}

ในปี ค.ศ. 1815 ฌอง-ปิแอร์ แปร์โรแดงได้อธิบายเป็นครั้งแรกว่าธารน้ำแข็งอาจเป็นสาเหตุของก้อนหินขนาดยักษ์ที่พบในหุบเขาแอลป์ ขณะที่เขาเดินป่าในหุบเขาวัล เดอ บาญส์เขาได้สังเกตเห็นหินแกรนิตขนาดยักษ์ที่กระจัดกระจายอยู่ทั่วหุบเขาแคบๆ เขารู้ว่าต้องใช้แรงมหาศาลในการเคลื่อนย้ายหินขนาดใหญ่เช่นนี้ เขายังสังเกตเห็นว่าธารน้ำแข็งทิ้งร่องรอยไว้บนพื้นดิน และสรุปว่าน้ำแข็งเป็นตัวที่พัดพาก้อนหินลงมาในหุบเขา^{[ 19 ]}

ความคิดของเขาในตอนแรกกลับถูกมองข้ามไปฌอง เดอ ชาร์ปองติเยร์เขียนว่า "ฉันพบว่าสมมติฐานของเขานั้นแปลกประหลาดและเกินจริงมากเสียจนฉันคิดว่ามันไม่คุ้มค่าที่จะตรวจสอบหรือแม้แต่พิจารณา" ^{[ 20 ]}แม้ว่าชาร์ปองติเยร์จะปฏิเสธในตอนแรก แต่ในที่สุดเปโรแดงก็โน้มน้าวให้อิกนาซ เวเนตซ์เชื่อว่ามันอาจคุ้มค่าที่จะศึกษา เวเนตซ์โน้มน้าวชาร์ปองติเยร์ ซึ่งต่อมาก็โน้มน้าวให้หลุยส์ อากัสซิส นักวิทยาศาสตร์ผู้ทรงอิทธิพลเชื่อ ว่าทฤษฎีธารน้ำแข็งนั้นมีคุณค่า^{[ 19 ]}

อากัสซิสได้พัฒนาทฤษฎีที่เขาเรียกว่า " ยุคน้ำแข็ง " ซึ่งเป็นช่วงที่ธารน้ำแข็งปกคลุมยุโรปและพื้นที่ส่วนใหญ่ของอเมริกาเหนือ ในปี ค.ศ. 1837 อากัสซิสเป็นคนแรกที่เสนอทางวิทยาศาสตร์ว่าโลกเคยผ่านยุคน้ำแข็ง มา แล้ว^{[ 21 ]}วิลเลียม บัคแลนด์เป็นผู้สนับสนุนหลักในบริเตนในเรื่องธรณีวิทยาน้ำท่วมซึ่งต่อมาถูกเรียกว่าทฤษฎีภัยพิบัติซึ่งอธิบายก้อนหินขนาดใหญ่และ "ตะกอนน้ำท่วม" อื่นๆ ว่าเป็นซากของน้ำท่วมในพระคัมภีร์ ทฤษฎี นี้ถูกคัดค้านอย่างรุนแรงโดย ทฤษฎีเอกภาพของฮัตตันในแบบของ ชาร์ลส์ ไลเอล และค่อยๆ ถูกละทิ้งโดยบัคแลนด์และนักธรณีวิทยาแนวภัยพิบัติคนอื่นๆ การเดินทางภาคสนามไปยังเทือกเขาแอลป์กับอากัสซิสในเดือนตุลาคม ค.ศ. 1838 ทำให้บัคแลนด์เชื่อว่าลักษณะต่างๆ ในบริเตนเกิดจากธารน้ำแข็ง และทั้งเขาและไลเอลต่างสนับสนุนทฤษฎียุคน้ำแข็งอย่างแข็งขัน ซึ่งได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในช่วงทศวรรษ ค.ศ. 1870 ^{[ 18 ]}

ก่อนที่จะมีการเสนอแนวคิดเรื่องยุคน้ำแข็งโจเซฟ ฟูริเยร์ในปี ค.ศ. 1824 ได้ให้เหตุผลโดยอาศัยหลักฟิสิกส์ว่าชั้นบรรยากาศของโลกทำให้โลกมีอุณหภูมิสูงกว่าในสภาวะสุญญากาศ ฟูริเยร์ตระหนักว่าชั้นบรรยากาศส่งผ่าน คลื่น แสงที่มองเห็นได้ไปยังพื้นผิวโลกอย่างมีประสิทธิภาพ จากนั้นโลกจะดูดซับแสงที่มองเห็นได้และปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา แต่ชั้นบรรยากาศไม่ได้ส่งผ่านรังสีอินฟราเรดอย่างมีประสิทธิภาพ จึงทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้น เขายังสงสัยว่ากิจกรรมของมนุษย์อาจส่งผลต่อสมดุลของรังสีและสภาพภูมิอากาศของโลก แม้ว่าเขาจะมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน เป็นหลักก็ตาม ในบทความปี ค.ศ. 1827 ฟูริเยร์กล่าวว่า^{[ 22 ]}

การก่อตั้งและความก้าวหน้าของสังคมมนุษย์ รวมถึงอิทธิพลของพลังธรรมชาติ สามารถเปลี่ยนแปลงสภาพพื้นผิว การกระจายตัวของน้ำ และการเคลื่อนไหวของอากาศได้อย่างมากในพื้นที่กว้างใหญ่ ผลกระทบเหล่านี้สามารถทำให้ระดับความร้อนเฉลี่ยเปลี่ยนแปลงไปได้ในหลายศตวรรษ เนื่องจากสูตรทางคณิตศาสตร์มีสัมประสิทธิ์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพพื้นผิว ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่ออุณหภูมิ

งานของฟูริเยร์สร้างขึ้นจากการค้นพบก่อนหน้านี้: ในปี 1681 เอ็ดเม มาริออตต์สังเกตว่ากระจกแม้จะโปร่งใสต่อแสงแดด แต่ก็ขัดขวางความร้อนจากรังสี^{[ 23 ] [ 24 ]}ประมาณปี 1774 ฮอเรซ เบเนดิกต์ เดอ ซอสซูร์แสดงให้เห็นว่าวัตถุอุ่นที่ไม่เรืองแสงจะปล่อย ความร้อน อินฟราเรด ออกมา และใช้กล่องฉนวนที่มีฝาปิดเป็นกระจกเพื่อดักจับและวัดความร้อนจากแสงแดด^{[ 25 ] [ 26 ]}

นักฟิสิกส์Claude Pouilletเสนอในปี พ.ศ. 2481 ว่าไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์อาจดักจับรังสีอินฟราเรดและทำให้บรรยากาศอบอุ่นขึ้น แต่ยังไม่มีหลักฐานเชิงทดลองว่าก๊าซเหล่านี้ดูดซับความร้อนจากรังสีความร้อน^{[ 27 ]}

ยูนิส นิวตัน ฟูทได้ศึกษาผลกระทบของแสงแดดต่อก๊าซชนิดต่างๆ ในปี ค.ศ. 1856 โดยเธอได้บรรยายการทดลองของเธอโดยใช้หลอดแก้วที่ได้รับแสงแดด พบว่าผลกระทบของแสงแดดนั้นมากกว่าในอากาศอัดเมื่อเทียบกับหลอดสุญญากาศ และมากกว่าในอากาศชื้นเมื่อเทียบกับอากาศแห้ง เธอกล่าวต่อว่า "ประการที่สาม ผลกระทบสูงสุดของรังสีจากดวงอาทิตย์ที่ฉันพบคือในก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์" "บรรยากาศของก๊าซนั้นจะทำให้โลกของเรามีอุณหภูมิสูง และหากในบางช่วงเวลาของประวัติศาสตร์ อากาศได้ผสมกับก๊าซนั้นในสัดส่วนที่มากกว่าในปัจจุบัน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจากผลกระทบของมัน รวมถึงน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น ย่อมต้องเกิดขึ้นอย่างแน่นอน" งานของเธอได้รับการนำเสนอโดยศาสตราจารย์โจเซฟ เฮนรีในการประชุมสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งอเมริกาในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1856 และได้รับการบรรยายเป็นบันทึกสั้นๆ โดยเดวิด เอมส์ เวลส์ นักข่าวในขณะนั้น บทความของเธอได้รับการตีพิมพ์ใน วารสารวิทยาศาสตร์และศิลปะของอเมริกาในเวลาต่อมาในปีเดียวกัน มีคนสังเกตเห็นกระดาษนี้น้อยมาก และเพิ่งถูกค้นพบอีกครั้งในศตวรรษที่ 21 ^{[ 28 ] [ 3 ] [ 29 ] [ 30 ]}

ในปี พ.ศ. 2392 จอห์น ทินดอลล์ได้นำงานของฟูริเยร์ไปอีกขั้นหนึ่ง โดยสร้างอุปกรณ์เพื่อตรวจสอบการดูดซับรังสีอินฟราเรดในก๊าซต่างๆ เขาพบว่าไอน้ำไฮโดรคาร์บอนเช่นมีเทน (CH₄ ₎และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ ₎สามารถปิดกั้นรังสีได้อย่างมาก เขาเข้าใจว่าหากปราศจากก๊าซเหล่านี้ โลกจะกลายเป็นน้ำแข็งอย่างรวดเร็ว^{[ 31 ] [ 32 ]}

นักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอว่ายุคน้ำแข็งและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งใหญ่อื่นๆ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณก๊าซที่ปล่อยออกมาจากการระเบิดของภูเขาไฟแต่ นั่นเป็นเพียงสาเหตุหนึ่งในหลายๆ สาเหตุเท่านั้น ความเป็นไปได้ที่เห็นได้ชัดอีกอย่างหนึ่งคือการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์การเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำในมหาสมุทรก็อาจอธิบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหลายอย่างได้เช่นกัน สำหรับการเปลี่ยนแปลงในช่วงหลายล้านปี การยกตัวและการลดระดับของเทือกเขาจะเปลี่ยนรูปแบบของทั้งลมและกระแสน้ำในมหาสมุทร หรือบางทีสภาพภูมิอากาศของทวีปอาจไม่ได้เปลี่ยนแปลงเลย แต่กลับอุ่นขึ้นหรือเย็นลงเนื่องจากการเคลื่อนตัวของขั้วโลก (ขั้วโลกเหนือเคลื่อนตัวไปยังตำแหน่งที่เส้นศูนย์สูตรเคยอยู่ หรือทำนองนั้น) มีทฤษฎีมากมายนับไม่ถ้วน

ตัวอย่างเช่น ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 เจมส์ ครอลล์ได้ตีพิมพ์การคำนวณว่าแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ส่งผลกระทบต่อการเคลื่อนที่และการวางตัวของโลกอย่างไร ความเอียงของแกนโลกและรูปร่างของวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์จะแกว่งไปมาอย่างนุ่มนวลเป็นวัฏจักรที่ยาวนานหลายหมื่นปี ในบางช่วงเวลา ซีกโลกเหนือจะได้รับแสงแดดน้อยลงเล็กน้อยในช่วงฤดูหนาวเมื่อเทียบกับศตวรรษอื่นๆ หิมะจะสะสมตัว สะท้อนแสงแดด และนำไปสู่ยุคน้ำแข็งที่ยั่งยืน^{[ 20 ] [ 33 ]}อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่พบว่าแนวคิดของครอลล์—และทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอื่นๆ ทั้งหมด—ไม่น่าเชื่อถือ

ในปี ค.ศ. 1896 สแวนเต อาร์เรเนียส คำนวณว่า การเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่า จะทำให้อุณหภูมิพื้นผิวเพิ่มขึ้น 5-6 องศาเซลเซียส

ทีซี แชมเบอร์ลิน

บทความปี 1902 นี้อ้างถึงทฤษฎีของ Svante Arrhenius ที่ว่าการเผาไหม้ถ่านหินอาจนำไปสู่^การสูญพันธุ์ของมนุษย์ ในที่สุด [ ^{34 ]}

บทความปี 1912 นี้ ซึ่งตีพิมพ์ในPopular Mechanics ก่อนหน้านี้ ได้อธิบายปรากฏการณ์เรือนกระจกอย่างกระชับ โดยอธิบายว่าการเผาถ่านหินก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 35 ]}

ในช่วงปลายทศวรรษ 1890 ซามูเอล เพียร์พอยต์ แลงลีย์พร้อมด้วยแฟรงค์ ดับเบิลยู เวรี^{[ 36 ]}ได้พยายามกำหนดอุณหภูมิพื้นผิวของดวงจันทร์โดยการวัดรังสีอินฟราเรดที่ออกจากดวงจันทร์และมาถึงโลก^{[ 37 ]}มุมของดวงจันทร์บนท้องฟ้าเมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำการวัดจะเป็นตัวกำหนดว่ารังสีของดวงจันทร์ต้องผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำมากน้อยเพียงใด_จึงจะมาถึงพื้นผิวโลก ส่งผลให้การวัดอ่อนลงเมื่อดวงจันทร์อยู่ต่ำบนท้องฟ้า ผลลัพธ์นี้ไม่น่าแปลกใจ เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ทราบเกี่ยวกับการดูดซับรังสีอินฟราเรดมานานหลายทศวรรษแล้ว

ในปี ค.ศ. 1896 Svante Arrheniusใช้การสังเกตการณ์ของ Langley เกี่ยวกับการดูดซับรังสีอินฟราเรดที่เพิ่มขึ้นเมื่อรังสีจากดวงจันทร์ผ่านชั้นบรรยากาศในมุมต่ำและพบกับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ ₎ มากขึ้น เพื่อประเมินผลกระทบของการเย็นตัวของชั้นบรรยากาศจากการลดลงของ CO₂ ในอนาคต_เขาตระหนักว่าชั้นบรรยากาศที่เย็นลงจะกักเก็บไอน้ำ ( ก๊าซเรือนกระจก อีกชนิดหนึ่ง ) ได้น้อยลง และคำนวณผลกระทบของการเย็นตัวเพิ่มเติม เขายังตระหนักด้วยว่าการเย็นตัวจะทำให้หิมะและน้ำแข็งปกคลุมมากขึ้นในละติจูดสูง ทำให้โลกสะท้อนแสงอาทิตย์ได้มากขึ้นและเย็นตัวลงอีก ดังที่James Crollได้ตั้งสมมติฐานไว้ โดยรวมแล้ว Arrhenius คำนวณว่าการลด CO₂ _ลงครึ่งหนึ่งก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดยุคน้ำแข็งได้ เขายังคำนวณเพิ่มเติมว่าการเพิ่ม CO₂ ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่า_จะทำให้เกิดภาวะโลกร้อนโดยรวม 5–6 องศาเซลเซียส^{[ 38 ]}

นอกจากนี้Arvid Högbom เพื่อนร่วมงานของ Arrhenius ซึ่งถูกอ้างถึงอย่างละเอียดในงานศึกษาของ Arrhenius ในปี 1896 เรื่องอิทธิพลของกรดคาร์บอนิกในอากาศต่ออุณหภูมิของโลก^{[ 39 ]}ได้พยายามหาปริมาณแหล่งกำเนิดการปล่อย CO2 จากธรรมชาติ_{เพื่อ}จุดประสงค์ในการทำความเข้าใจวัฏจักรคาร์บอน ทั่วโลก Högbom พบว่าการผลิตคาร์บอนโดยประมาณจากแหล่งอุตสาหกรรมในช่วงทศวรรษ 1890 (ส่วนใหญ่มาจากการเผาถ่านหิน) เทียบได้กับแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ^{[ 40 ]} Arrhenius เห็นว่าการปล่อยคาร์บอนของมนุษย์นี้จะนำไปสู่ความไม่สมดุลของพลังงาน ที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนในที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอัตราการผลิต CO2 ที่ค่อนข้างต่ำ_ในปี 1896 Arrhenius คิดว่าภาวะโลกร้อนจะใช้เวลาหลายพันปี และเขาคาดหวังว่าจะเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ^{[ 40 ] [ 41 ]}ในปี 1908 เขาได้แก้ไขการคาดการณ์นี้ให้ใช้เวลาหลายร้อยปีเนื่องจากอัตราการใช้เชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และภายในช่วงชีวิตของเขาสิ่งนี้จะเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ^{[ 42 ]}

ในปี พ.ศ. 2442 โทมัส โครว์เดอร์ แชมเบอร์ลินได้พัฒนาแนวคิดที่ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ^{[ 43 ]}แชมเบอร์ลินเขียนไว้ในหนังสือของเขาในปี พ.ศ. 2442 เรื่อง " ความพยายามที่จะสร้างสมมติฐานการทำงานของสาเหตุของยุคน้ำแข็งบนพื้นฐานของบรรยากาศ "

จากการศึกษาของทินดอลล์ เลเชอร์และเพรทเนอร์ เคลเลอร์ โรนท์เกน และอาร์เรเนียส พบว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำในชั้นบรรยากาศมีพลังในการดูดซับและกักเก็บรังสีความร้อนได้อย่างน่าทึ่ง ในขณะที่ออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอนในชั้นบรรยากาศมีพลังนี้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้น ผลกระทบของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำจึงทำให้โลกถูกปกคลุมด้วยชั้นบรรยากาศที่ดูดซับความร้อนได้ดี ... ผลลัพธ์โดยทั่วไปที่เกิดจากปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างมาก สามารถสรุปได้ดังนี้:

• ก. การเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ จะทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยสูงขึ้น เนื่องจากมี การดูดซับ พลังงานรังสี จากดวงอาทิตย์ มากขึ้น ในขณะที่การลดลงของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์จะทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยลดลง ดร. อาร์เรเนียส ได้ประมาณการโดยอาศัยการคำนวณทางคณิตศาสตร์อย่างละเอียดจากข้อสังเกตของศาสตราจารย์แลงลีย์ว่า การเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสองหรือสามเท่าของปริมาณปัจจุบัน จะทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยสูงขึ้น 8 หรือ 9 องศาเซลเซียส และจะทำให้เกิดสภาพอากาศที่อบอุ่นคล้ายกับที่เกิดขึ้นในยุคเทอร์เชียรีตอนกลาง ในทางกลับกัน การลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศลงเหลือประมาณ 55 ถึง 62 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณปัจจุบัน จะทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยลดลง 4 หรือ 5 องศาเซลเซียส ซึ่งจะทำให้เกิดยุคน้ำแข็งคล้ายกับยุคไพลสโตซีน
• ข. ผลกระทบประการที่สองของการเพิ่มขึ้นและลดลงของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศคือ การปรับสมดุลของอุณหภูมิพื้นผิวในด้านหนึ่ง หรือการแยกความแตกต่างของอุณหภูมิพื้นผิวในอีกด้านหนึ่ง [...] ^{[ 44 ]}

คำว่า " ปรากฏการณ์เรือนกระจก " สำหรับภาวะโลกร้อนนี้ถูกนำเสนอโดยNils Gustaf Ekholmในปี 1901 ^{[ 45 ]}ที่สำคัญ Ekholm ตระหนักถึงข้อเท็จจริงที่ว่าไอน้ำเป็นตัวขยายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ไม่ใช่ตัวขับเคลื่อน เนื่องจากน้ำสามารถควบแน่นได้^{[หมายเหตุ 1 ] [ 46 ]}ดังนั้น ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศจึงมีบทบาทสำคัญในการควบคุมปริมาณไอน้ำในบรรยากาศ^{[ 46 ]}

การคำนวณของ Arrhenius ถูกโต้แย้งและถูกรวมเข้ากับการถกเถียงที่ใหญ่กว่าเกี่ยวกับว่าการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศทำให้เกิดยุคน้ำแข็งหรือไม่ การทดลองเพื่อวัดการดูดซับอินฟราเรดในห้องปฏิบัติการดูเหมือนจะแสดงให้เห็นความแตกต่างเพียงเล็กน้อยที่เกิดจากระดับ CO2 ที่เพิ่มขึ้น_และยังพบว่ามีการทับซ้อนกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการดูดซับโดย CO2 _และการดูดซับโดยไอน้ำ ซึ่งทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นจะมีผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศเพียงเล็กน้อย การทดลองในช่วงแรกเหล่านี้ต่อมาพบว่ามีความแม่นยำไม่เพียงพอเมื่อพิจารณาจากเครื่องมือในสมัยนั้น นักวิทยาศาสตร์หลายคนยังคิดว่ามหาสมุทรจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินได้อย่างรวดเร็ว^{[ 40 ]}

ทฤษฎีอื่นๆ เกี่ยวกับสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศก็ไม่ได้ผลดีไปกว่านี้ ความก้าวหน้าหลักๆ อยู่ที่การศึกษาภูมิอากาศ โบราณเชิงสังเกต เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ในสาขาธรณีวิทยาต่างๆ ได้คิดค้นวิธีการที่จะเปิดเผยสภาพภูมิอากาศในอดีต ในปี 1929 Wilmot H. Bradleyพบว่าชั้นดินเหนียวที่สะสมตัวเป็นรายปีในพื้นทะเลสาบแสดงให้เห็นถึงวัฏจักรของสภาพภูมิอากาศAndrew Ellicott Douglassพบหลักฐานที่ชัดเจนของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในวงปีของต้นไม้โดยสังเกตว่าวงปีจะบางลงในฤดูแล้ง เขารายงานถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์ต่อสภาพภูมิอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการขาดแคลนจุดดวงอาทิตย์ ในศตวรรษที่ 17 ( Maunder Minimum ) ซึ่งWilliam Herschelและคนอื่นๆ เคยสังเกตเห็นมาก่อน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พบเหตุผลที่ดีที่จะสงสัยว่าวงปีของต้นไม้จะสามารถเปิดเผยอะไรได้มากกว่าการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มในระดับภูมิภาค คุณค่าของวงปีของต้นไม้สำหรับการศึกษาสภาพภูมิอากาศยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างมั่นคงจนกระทั่งถึงทศวรรษ 1960 ^{[ 47 ] [ 48 ]}

ตลอดช่วงทศวรรษ 1930 ผู้สนับสนุนที่ยืนกรานที่สุดในเรื่องความเชื่อมโยงระหว่างดวงอาทิตย์กับสภาพภูมิอากาศคือชาร์ลส์ กรีลีย์ แอ็บบอต นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ในช่วงต้นทศวรรษ 1920 เขาได้สรุปว่า"ค่าคงที่" ของดวงอาทิตย์ นั้น ถูกตั้งชื่อผิด: การสังเกตการณ์ของเขาแสดงให้เห็นถึงความแปรผันขนาดใหญ่ ซึ่งเขาเชื่อมโยงกับจุดดวงอาทิตย์ที่เคลื่อนผ่านหน้าดวงอาทิตย์ เขาและนักวิทยาศาสตร์อีกไม่กี่คนได้ศึกษาหัวข้อนี้ต่อไปจนถึงทศวรรษ 1960 โดยเชื่อมั่นว่าความแปรผันของจุดดวงอาทิตย์เป็นสาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ไม่เชื่อ^{[ 47 ] [ 48 ]}อย่างไรก็ตาม ความพยายามที่จะเชื่อมโยงวัฏจักรของดวงอาทิตย์กับวัฏจักรของสภาพภูมิอากาศเป็นที่นิยมในช่วงทศวรรษ 1920 และ 1930 นักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับประกาศความสัมพันธ์ที่พวกเขายืนยันว่าน่าเชื่อถือเพียงพอที่จะใช้ในการทำนาย ไม่ช้าก็เร็ว การทำนายทุกครั้งก็ล้มเหลว และหัวข้อนี้ก็เสื่อมเสียชื่อเสียง^{[ 49 ]}

ในขณะเดียวกันMilutin Milankovitchได้พัฒนาทฤษฎีของJames Croll เพื่อปรับปรุงการคำนวณที่ยุ่งยากของระยะทางและมุมที่เปลี่ยนแปลงไปของรังสีจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ค่อยๆ รบกวนวงโคจรของโลก การสังเกต ชั้นตะกอน (ชั้นที่เห็นในโคลนที่ปกคลุมก้นทะเลสาบ) บางส่วนตรงกับการคาดการณ์ของวัฏจักร Milankovitchที่มีระยะเวลาประมาณ 21,000 ปี อย่างไรก็ตาม นักธรณีวิทยาส่วนใหญ่ปฏิเสธทฤษฎีทางดาราศาสตร์ เนื่องจากพวกเขาไม่สามารถปรับช่วงเวลาของ Milankovitch ให้เข้ากับลำดับที่ยอมรับกัน ซึ่งมียุคน้ำแข็งเพียงสี่ยุคเท่านั้น และแต่ละยุคมีระยะเวลานานกว่า 21,000 ปีมาก^{[ 50 ]}

ในปี พ.ศ. 2481 Guy Stewart Callendarพยายามฟื้นฟูทฤษฎีปรากฏการณ์เรือนกระจกของ Arrhenius Callendar นำเสนอหลักฐานว่าทั้งอุณหภูมิและระดับ CO2 _ในบรรยากาศเพิ่มสูงขึ้นในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา และเขาโต้แย้งว่า การวัด สเปกโทรสโก ปีแบบใหม่ แสดงให้เห็นว่าก๊าซดังกล่าวมีประสิทธิภาพในการดูดซับรังสีอินฟราเรดในบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม ความคิดเห็นทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยังคงโต้แย้งหรือเพิกเฉยต่อทฤษฎีนี้^{[ 51 ]}

สเปกโทรกราฟีที่ดีขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 แสดงให้เห็นว่าเส้นการดูดซับ CO2 _และไอน้ำไม่ได้ทับซ้อนกันอย่างสมบูรณ์ นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศยังตระหนักด้วยว่ามีไอน้ำอยู่ในชั้นบรรยากาศตอนบนน้อยมาก การพัฒนาทั้งสองอย่างแสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์เรือนกระจกของ CO2 _จะไม่ถูกบดบังด้วยไอน้ำ^{[ 52 ] [ 40 ]}

ในปี พ.ศ. 2498 การวิเคราะห์ไอโซโทป คาร์บอน-14ของHans Suessแสดงให้เห็นว่า CO2 _ที่ปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงฟอสซิลไม่ได้ถูกดูดซับโดยมหาสมุทรในทันที ในปี พ.ศ. 2499 Gilbert Plassได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยที่สำคัญของเขาเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่าง CO2 ในบรรยากาศ_และอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลก ผลการวิจัยของเขาระบุว่าการเพิ่มขึ้นของ CO2 เป็นสองเท่า_จะทำให้โลกร้อนขึ้น 3.6 °C ^{[ 53 ]}ในปี พ.ศ. 2490 ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับเคมีของมหาสมุทรทำให้Roger Revelleตระหนักว่าชั้นผิวมหาสมุทรมีความสามารถจำกัดในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งทำนายการเพิ่มขึ้นของระดับ CO2 _และต่อมาได้รับการพิสูจน์โดยCharles David Keeling [ ^{54 ] ใน}ช่วงปลายทศวรรษ พ.ศ. 2493 นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นโต้แย้งว่าการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์อาจเป็นปัญหา โดยบางคนคาดการณ์ในปี พ.ศ. 2492 ว่า CO2 _จะเพิ่มขึ้น 25% ภายในปี พ.ศ. 2543 ซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อสภาพภูมิอากาศ^{[ 40 ]}

ในงานฉลองครบรอบ 100 ปีของอุตสาหกรรมน้ำมันของอเมริกาในปี 1959ซึ่งจัดโดยสถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกาและวิทยาลัยธุรกิจบัณฑิตศึกษาโคลัมเบียเอ็ดเวิร์ด เทลเลอร์กล่าวว่า "มีการคำนวณว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ 10 เปอร์เซ็นต์จะเพียงพอที่จะละลายธารน้ำแข็งและทำให้นิวยอร์กจมอยู่ใต้น้ำ ... ปัจจุบันคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น 2 เปอร์เซ็นต์เหนือระดับปกติ ภายในปี 1970 อาจจะเพิ่มขึ้นเป็น 4 เปอร์เซ็นต์ ภายในปี 1980 8 เปอร์เซ็นต์ และภายในปี 1990 16 เปอร์เซ็นต์ หากเรายังคงใช้เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่นนี้ต่อไป" ^{[ 55 ]} ในปี 1960 ชาร์ลส์ เดวิด คีลิงได้แสดงให้เห็นว่าระดับ CO2 _ในชั้นบรรยากาศกำลังเพิ่มขึ้นจริง ความกังวลเพิ่มขึ้นทุกปีพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของ " เส้นโค้งคีลิง " ของ CO2 ใน_ชั้นบรรยากาศ

เบาะแสอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมาจากการวิเคราะห์แกนน้ำลึกโดยCesare Emilianiและการวิเคราะห์ปะการังโบราณโดยWallace Broeckerและผู้ร่วมงานในช่วงกลางทศวรรษ 1960 แทนที่จะเป็นยุคน้ำแข็ง ยาวสี่ ช่วง พวกเขากลับพบยุคน้ำแข็งช่วงสั้นๆ จำนวนมากเรียงตามลำดับอย่างสม่ำเสมอ ดูเหมือนว่าช่วงเวลาของยุคน้ำแข็งจะถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงวงโคจรเล็กน้อยของวัฏจักร Milankovitchแม้ว่าเรื่องนี้จะยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ แต่บางคนก็เริ่มเสนอแนะว่าระบบภูมิอากาศมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยและสามารถพลิกจากสถานะที่เสถียรไปสู่สถานะที่ไม่เสถียรได้ อย่างง่ายดาย ^{[ 50 ]}

ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์เริ่มใช้คอมพิวเตอร์เพื่อพัฒนาเวอร์ชันที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นของการคำนวณของ Arrhenius ในปี 1967 Syukuro Manabeและ Richard Wetherald ได้ใช้ประโยชน์จากความสามารถของคอมพิวเตอร์ดิจิทัลในการบูรณาการเส้นโค้งการดูดซับเชิงตัวเลข และทำการคำนวณโดยละเอียดครั้งแรกของปรากฏการณ์เรือนกระจกที่รวมการพาความร้อน (" แบบจำลองการแผ่รังสี-การพาความร้อนแบบหนึ่งมิติของ Manabe-Wetherald ") ^{[ 56 ] [ 57 ]}พวกเขาพบว่า ในกรณีที่ไม่มีผลตอบรับที่ไม่ทราบสาเหตุ เช่น การเปลี่ยนแปลงของเมฆ การเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสองเท่าจากระดับปัจจุบันจะส่งผลให้อุณหภูมิโลก เพิ่มขึ้นประมาณ 2 °C สำหรับผลงานนี้และผลงานที่เกี่ยวข้อง Manabe ได้รับ รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำ ปี 2021 ส่วนหนึ่ง^{[ 58 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1960 มลพิษ จากละอองลอย ("หมอกควัน") ได้กลายเป็นปัญหาระดับท้องถิ่นที่ร้ายแรงในหลายเมือง และนักวิทยาศาสตร์บางคนเริ่มพิจารณาว่าผลกระทบจากการเย็นตัวลงของ มลพิษ จากอนุภาคอาจส่งผลต่ออุณหภูมิโลกหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่าผลกระทบจากการเย็นตัวลงของมลพิษจากอนุภาคหรือผลกระทบจากความร้อนของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจะเป็นปัจจัยหลัก แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม พวกเขาก็เริ่มสงสัยว่าการปล่อยมลพิษของมนุษย์อาจก่อให้เกิดความปั่นป่วนต่อสภาพภูมิอากาศในศตวรรษที่ 21 หรือเร็วกว่านั้น ในหนังสือThe Population Bomb ปี 1968 ของPaul R. Ehrlichเขาเขียนว่า "ปรากฏการณ์เรือนกระจกกำลังทวีความรุนแรงขึ้นในขณะนี้เนื่องจากระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ... [สิ่งนี้] กำลังถูกหักล้างด้วยเมฆระดับต่ำที่เกิดจากร่องรอยการควบแน่น ฝุ่น และสารปนเปื้อนอื่นๆ ... ในขณะนี้เราไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าผลลัพธ์โดยรวมของสภาพภูมิอากาศจะเป็นอย่างไรหากเราใช้ชั้นบรรยากาศเป็นที่ทิ้งขยะ" ^{[ 59 ]}

ความพยายามในการสร้างบันทึกอุณหภูมิโลกที่เริ่มต้นในปี 1938 สิ้นสุดลงในปี 1963 เมื่อJ. Murray Mitchellนำเสนอการสร้างแบบจำลองอุณหภูมิที่ทันสมัยเป็นครั้งแรก การศึกษาของเขาเกี่ยวข้องกับข้อมูลจากสถานีตรวจอากาศกว่า 200 แห่ง ซึ่งรวบรวมโดย World Weather Records ^{[ 60 ]}ซึ่งใช้ในการคำนวณอุณหภูมิเฉลี่ยตามละติจูด ในการนำเสนอของเขา Murray แสดงให้เห็นว่า ตั้งแต่ปี 1880 อุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงปี 1940 หลังจากนั้น แนวโน้มการเย็นตัวลงหลายทศวรรษก็ปรากฏขึ้น งานของ Murray มีส่วนช่วยให้เกิดการยอมรับโดยรวมเกี่ยวกับแนวโน้มการเย็นตัวลงของโลก ที่เป็นไปได้ ^{[ 61 ] [ 62 ]}

ในปี 1965 รายงานสำคัญเรื่อง "การฟื้นฟูคุณภาพสิ่งแวดล้อมของเรา" โดยคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของ ประธานาธิบดี ลินดอน บี. จอห์นสัน แห่งสหรัฐอเมริกา ได้เตือนถึงผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากเชื้อเพลิงฟอสซิล:

ส่วนที่ยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อสภาพภูมิอากาศ คาร์บอนไดออกไซด์เกือบจะโปร่งใสต่อแสงที่มองเห็นได้ แต่เป็นตัวดูดซับและแผ่รังสีอินฟราเรดได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงความยาวคลื่น 12 ถึง 18 ไมครอน ดังนั้น การเพิ่มขึ้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศอาจทำหน้าที่คล้ายกับกระจกในเรือนกระจก เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของอากาศด้านล่าง^{[ 43 ]}

คณะกรรมการใช้ข้อมูลการสร้างอุณหภูมิโลกและข้อมูลคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่งมีให้จาก Charles David Keeling และเพื่อนร่วมงานเพื่อสรุปผล พวกเขาประกาศว่าการเพิ่มขึ้นของระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเป็นผลโดยตรงจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล คณะกรรมการสรุปว่ากิจกรรมของมนุษย์มีขนาดใหญ่พอที่จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในระดับโลก เกินกว่าพื้นที่ที่กิจกรรมเหล่านั้นเกิดขึ้น “มนุษย์กำลังทำการทดลองทางธรณีฟิสิกส์ขนาดใหญ่โดยไม่รู้ตัว” คณะกรรมการเขียนไว้^{[ 62 ]}

ในปี พ.ศ. 2509 เกล็น ที. ซีบอร์กผู้ได้รับรางวัลโนเบลและประธานคณะกรรมการพลังงานปรมาณูแห่งสหรัฐอเมริกาได้เตือนถึงวิกฤตสภาพภูมิอากาศว่า "ด้วยอัตราที่เรากำลังเพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศในปัจจุบัน (หกพันล้านตันต่อปี) ภายในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า สมดุลความร้อนของชั้นบรรยากาศอาจเปลี่ยนแปลงไปมากพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดในสภาพภูมิอากาศ ซึ่งเราอาจไม่มีหนทางที่จะควบคุมได้เลย แม้ว่าในเวลานั้นเราจะมีความก้าวหน้าอย่างมากในโครงการปรับเปลี่ยนสภาพอากาศ ของเราแล้วก็ตาม " ^{[ 63 ]}

บันทึกข้อความปี 1969 ถึงจอห์น เออร์ลิชแมนที่ปรึกษาทำเนียบขาว ของริชาร์ด นิกสัน

   ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศมีผลเหมือนกับแผ่นกระจกในเรือนกระจก ปริมาณ CO2 _โดยปกติจะอยู่ในวัฏจักรที่คงที่ แต่เมื่อไม่นานมานี้ มนุษย์ได้เริ่มสร้างความไม่เสถียรขึ้นมาโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ... ขณะนี้เป็นที่ยอมรับกันอย่างชัดเจนแล้วว่าปริมาณ CO2 _จะเพิ่มขึ้น 25% ภายในปี 2000 ซึ่งอาจทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยใกล้พื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น 7 องศาฟาเรนไฮต์ (3.9 องศาเซลเซียส) และอาจทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น 10 ฟุต ลาก่อนนิวยอร์ก ลาก่อนวอชิงตันด้วยเช่นกัน ส่วนซีแอตเติลนั้น เราไม่มีข้อมูล

— แดเนียล แพทริค มอยนิฮาน 17 กันยายน พ.ศ. 2512 ^{[ 64 ]}

ผู้อำนวยการฝ่ายกิจการเมืองของทำเนียบขาวกล่าวถึงปรากฏการณ์เรือนกระจกและเรียกร้องให้สร้างระบบตรวจสอบ

(คลิก { } เพื่อดูบันทึกช่วยจำ)

การศึกษาในปี พ.ศ. 2511 โดยสถาบันวิจัยสแตนฟอร์ดสำหรับสถาบันปิโตรเลียมอเมริกันระบุว่า: ^{[ 65 ]}

หากอุณหภูมิของโลกเพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ อาจคาดได้ว่าจะเกิดเหตุการณ์หลายอย่างขึ้น รวมถึงการละลายของธารน้ำแข็งในทวีปแอนตาร์กติการะดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น น้ำทะเลอุ่นขึ้น และการสังเคราะห์แสงที่เพิ่มขึ้น ... เรเวลล์ชี้ให้เห็นว่า ปัจจุบันมนุษย์กำลังทำการทดลองทางธรณีฟิสิกส์ครั้งใหญ่กับสิ่งแวดล้อมของตนเอง นั่นคือโลก การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญเกือบจะเกิดขึ้นอย่างแน่นอนภายในปี 2000 และสิ่งเหล่านี้อาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ในปี พ.ศ. 2512 NATOเป็นผู้สมัครรายแรกที่จัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระดับนานาชาติ ในเวลานั้นมีการวางแผนที่จะจัดตั้งศูนย์กลางการวิจัยและริเริ่มขององค์กรในด้านพลเรือน โดยจัดการกับหัวข้อด้านสิ่งแวดล้อม^{[ 66 ]}เช่นฝนกรดและปรากฏการณ์เรือนกระจกข้อเสนอของประธานาธิบดีริชาร์ด นิกสัน แห่งสหรัฐอเมริกา ไม่ประสบความสำเร็จมากนักกับรัฐบาลของนายกรัฐมนตรีคีซิงเกอร์ แห่งเยอรมนี แต่หัวข้อและงานเตรียมการที่หน่วยงานของเยอรมนีดำเนินการตามข้อเสนอของ NATO ได้รับแรงผลักดันในระดับนานาชาติ (ดูตัวอย่างเช่นการประชุมสหประชาชาติว่าด้วยสิ่งแวดล้อมของมนุษย์ ที่สตอกโฮล์ม พ.ศ. 2513) เนื่องจากรัฐบาลของวิลลี บรันด์ทเริ่มนำไปใช้ในด้านพลเรือนแทน^{[ 66 ]}

นอกจากนี้ ในปี พ.ศ. 2512 Mikhail Budykoได้ตีพิมพ์ทฤษฎีเกี่ยวกับผลตอบรับระหว่างน้ำแข็งและค่าอัลเบโดซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่าการขยายตัวของอาร์กติก^{[ 67 ]} ในปีเดียวกันนั้น William D. Sellersได้ ตีพิมพ์แบบจำลองที่คล้ายกัน^{[ 68 ]}การศึกษาทั้งสองดึงดูดความสนใจอย่างมาก เนื่องจากชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของผลตอบรับเชิงบวกที่ควบคุมไม่ได้ภายในระบบภูมิอากาศโลก^{[ 69 ]}

บันทึกข้อความจากแดเนียล แพทริค มอยนิฮาน ผู้อำนวยการฝ่ายกิจการเมืองของทำเนียบขาวในปี 1969 พยายามสร้างความประทับใจให้กับสำนักงานของประธานาธิบดีนิกสันเกี่ยวกับความรุนแรงที่คาดการณ์ไว้ของปรากฏการณ์เรือนกระจก^{[ 64 ]}อย่างไรก็ตาม ไม่มีการดำเนินการใดๆ แม้หลังจากมีการริเริ่มเมื่อวันที่ 20 ธันวาคม 1971 จากสำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี "กำหนดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์และธรรมชาติ" ^{[ 70 ]} ในการริเริ่มดังกล่าว ที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของนิกสันได้แนะนำเครือข่ายระหว่างประเทศสำหรับการติดตามแนวโน้มสภาพภูมิอากาศและผลกระทบของมนุษย์ต่อสภาพภูมิอากาศ^{[ 71 ]}

ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 หลักฐานที่แสดงว่าละอองลอยกำลังเพิ่มขึ้นทั่วโลก และชุดข้อมูลอุณหภูมิโลกแสดงให้เห็นถึงการเย็นตัวลง กระตุ้นให้Reid Brysonและคนอื่นๆ เตือนถึงความเป็นไปได้ของการเย็นตัวลงอย่างรุนแรง คำถามและความกังวลที่ Bryson และคนอื่นๆ นำเสนอได้จุดประกายการวิจัยครั้งใหม่เกี่ยวกับปัจจัยของการเย็นตัวลงของโลกดังกล่าว^{[ 62 ]}ในขณะเดียวกัน หลักฐานใหม่ที่แสดงว่าช่วงเวลาของยุคน้ำแข็งถูกกำหนดโดยวัฏจักรวงโคจรที่คาดการณ์ได้ ชี้ให้เห็นว่าสภาพภูมิอากาศจะค่อยๆ เย็นลงในช่วงหลายพันปี คณะผู้เชี่ยวชาญทางวิทยาศาสตร์หลายคณะในช่วงเวลานี้สรุปว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อพิจารณาว่าการร้อนขึ้นหรือเย็นลงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นหรือไม่ ซึ่งบ่งชี้ว่าแนวโน้มในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ยังไม่กลายเป็นฉันทามติ^{[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]}อย่างไรก็ตาม สำหรับศตวรรษข้างหน้า การสำรวจวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ปี 1965 ถึง 1979 พบว่ามีบทความ 7 บทความที่ทำนายการเย็นตัวลง และ 44 บทความที่ทำนายการร้อนขึ้น (บทความอื่นๆ เกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศจำนวนมากไม่ได้ทำนายอะไรเลย) บทความที่ทำนายการร้อนขึ้นถูกอ้างอิงบ่อยกว่ามากในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ในเวลาต่อมา^{[ 62 ]}การวิจัยเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนและก๊าซเรือนกระจกได้รับความสำคัญมากกว่า โดยมีงานวิจัยที่คาดการณ์ภาวะโลกร้อนมากกว่างานวิจัยที่คาดการณ์ภาวะโลกร้อนเกือบหกเท่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความกังวลในหมู่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ภาวะโลกร้อนในขณะที่พวกเขาหันความสนใจไปที่ปรากฏการณ์เรือนกระจก^{[ 62 ]}

จอห์น ซอว์เยอร์ตีพิมพ์งานวิจัยเรื่องก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มนุษย์สร้างขึ้นและปรากฏการณ์เรือนกระจกในปี พ.ศ. 2515 ^{[ 76 ]}เขาได้สรุปความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในขณะนั้นเกี่ยวกับการเกิดก๊าซเรือนกระจกคาร์บอนไดออกไซด์จากกิจกรรมของมนุษย์ การกระจายตัวและการเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ซึ่งเป็นผลการค้นพบที่ยังคงใช้ได้จนถึงปัจจุบัน นอกจากนี้เขายังทำนายอัตราภาวะโลกร้อนในช่วงระหว่างปี พ.ศ. 2515 ถึง พ.ศ. 2543 ได้อย่างแม่นยำ^{[ 77 ] [ 78 ]}

การเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 25% _ที่คาดการณ์ไว้ภายในสิ้นศตวรรษนี้ จึงสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลก 0.6 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นปริมาณที่มากกว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในศตวรรษที่ผ่านมาเล็กน้อย – จอห์น ซอว์เยอร์, ​​1972

บันทึกดาวเทียมชุดแรกที่รวบรวมในช่วงต้นทศวรรษ 1970 แสดงให้เห็นว่าปริมาณหิมะและน้ำแข็งปกคลุมซีกโลกเหนือเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดการตรวจสอบความเป็นไปได้ของภาวะโลกร้อนที่ลดลงเพิ่มเติม^{[ 62 ]}เจ. เมอร์เรย์ มิตเชลล์ ได้ปรับปรุงการสร้างแบบจำลองอุณหภูมิโลกของเขาในปี 1972 ซึ่งยังคงแสดงให้เห็นถึงภาวะโลกร้อนที่ลดลง^{[ 62 ] [ 79 ]}อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้สรุปว่าภาวะโลกร้อนที่ลดลงที่มิตเชลล์สังเกตเห็นนั้นไม่ใช่ปรากฏการณ์ระดับโลก ค่าเฉลี่ยทั่วโลกกำลังเปลี่ยนแปลง ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากฤดูหนาวที่รุนแรงผิดปกติที่เกิดขึ้นในเอเชียและบางส่วนของอเมริกาเหนือในปี 1972 และ 1973 แต่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่วนใหญ่จำกัดอยู่เฉพาะในซีกโลกเหนือ ในซีกโลกใต้ กลับพบแนวโน้มตรงกันข้าม อย่างไรก็ตาม ฤดูหนาวที่รุนแรงได้ผลักดันประเด็นเรื่องภาวะโลกร้อนที่ลดลงสู่สายตาของสาธารณชน^{[ 62 ]}

สื่อกระแสหลักในขณะนั้นได้กล่าวเกินจริงถึงคำเตือนของกลุ่มคนส่วนน้อยที่คาดหวังว่าโลกจะเย็นลงในไม่ช้า ตัวอย่างเช่น ในปี 1975 นิตยสาร นิวส์วีคได้ตีพิมพ์เรื่องราวชื่อ "โลกที่เย็นลง" ซึ่งเตือนถึง "สัญญาณที่น่าเป็นห่วงว่ารูปแบบสภาพอากาศของโลกเริ่มเปลี่ยนแปลงแล้ว" ^{[ 80 ]}บทความนี้อ้างอิงจากการศึกษาที่บันทึกการเพิ่มขึ้นของหิมะและน้ำแข็งในภูมิภาคของซีกโลกเหนือ และความกังวลและการกล่าวอ้างของรีด ไบรสันที่ว่าการเย็นลงของโลกจากละอองลอยจะครอบงำภาวะโลกร้อนจากคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 62 ]}บทความดังกล่าวยังกล่าวต่อไปว่าหลักฐานของการเย็นลงของโลกนั้นแข็งแกร่งมากจนนักอุตุนิยมวิทยา "ตามไม่ทัน" ^{[ 80 ]}เมื่อวันที่ 23 ตุลาคม 2006 นิวส์วีคได้ออกบทความอัปเดตโดยระบุว่า "ผิดพลาดอย่างมากเกี่ยวกับอนาคตอันใกล้" ^{[ 81 ]}อย่างไรก็ตาม บทความนี้และบทความอื่นๆ ที่คล้ายกันมีผลกระทบยาวนานต่อการรับรู้ของสาธารณชนเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ด้านสภาพภูมิอากาศ^{[ 62 ]}

การรายงานข่าวของสื่อที่ประกาศถึงการมาถึงของยุคน้ำแข็งใหม่ส่งผลให้เกิดความเชื่อว่านี่คือฉันทามติในหมู่นักวิทยาศาสตร์ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่ปรากฏในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ก็ตาม เมื่อปรากฏชัดว่าความคิดเห็นทางวิทยาศาสตร์สนับสนุนภาวะโลกร้อน สาธารณชนก็เริ่มแสดงความสงสัยเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของวิทยาศาสตร์^{[ 62 ]}ข้อโต้แย้งที่ว่านักวิทยาศาสตร์ผิดพลาดเกี่ยวกับภาวะโลกร้อน ดังนั้นจึงอาจผิดพลาดเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนด้วยนั้น ถูกเรียกว่า "ความเข้าใจผิดเรื่องยุคน้ำแข็ง" โดยไบรอัน วอลช์ ผู้เขียนนิตยสารไทม์^{[ 83 ]}

ใน "รายงานสำหรับสโมสรแห่งโรม" สองฉบับแรกในปี 1972 ^{[ 84 ]}และ 1974 ^{[ 85 ]}ได้มีการกล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์โดยการเพิ่มขึ้นของ CO ₂เช่นเดียวกับความร้อนเหลือทิ้ง เกี่ยวกับเรื่องหลังนี้ จอห์น โฮลเดรนได้เขียนไว้ในงานวิจัย^{[ 86 ]}ที่อ้างถึงในรายงานฉบับแรกว่า "มลภาวะทางความร้อนทั่วโลกแทบจะไม่ใช่ภัยคุกคามด้านสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงที่สุดในทันทีของเรา อย่างไรก็ตาม มันอาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่สุด หากเราโชคดีพอที่จะหลีกเลี่ยงภัยคุกคามอื่นๆ ทั้งหมด" การประมาณการในระดับโลกอย่างง่าย^{[ 87 ]}ที่เพิ่งได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัย^{​​[ 88 ]}และได้รับการยืนยันโดยการคำนวณแบบจำลองที่ละเอียดกว่า^{[ 89 ] [ 90 ]}แสดงให้เห็นถึงการมีส่วนร่วมที่เห็นได้ชัดจากความร้อนเหลือทิ้งต่อภาวะโลกร้อนหลังปี 2100 หากอัตราการเติบโตไม่ลดลงอย่างมาก (ต่ำกว่าค่าเฉลี่ย 2% ต่อปี ซึ่งเกิดขึ้นตั้งแต่ปี 1973)

หลักฐานเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนสะสมมากขึ้นเรื่อยๆ ภายในปี 1975 มานาเบะและเวเธอร์รัลด์ได้พัฒนา แบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกสามมิติซึ่งให้ภาพจำลองสภาพภูมิอากาศปัจจุบันได้อย่างแม่นยำพอสมควร การเพิ่ม CO2 _{เป็นสองเท่า}ในชั้นบรรยากาศของแบบจำลองทำให้อุณหภูมิโลกสูงขึ้นประมาณ 2 องศาเซลเซียส^{[ 91 ]}แบบจำลองคอมพิวเตอร์ประเภทอื่นๆ อีกหลายประเภทให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างแบบจำลองที่ให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกับสภาพภูมิอากาศจริงโดยที่อุณหภูมิไม่สูงขึ้นเมื่อความเข้มข้นของ CO2 _{เพิ่ม}ขึ้น

ในการพัฒนาแยกต่างหาก การวิเคราะห์แกนทะเลลึกที่ตีพิมพ์ในปี 1976 โดยNicholas Shackletonและเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่าอิทธิพลหลักต่อช่วงเวลาของยุคน้ำแข็งมาจากการเปลี่ยนแปลงวงโคจร Milankovitch 100,000 ปี ซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่คาดคิด เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแสงแดดในรอบนั้นน้อยมาก ผลลัพธ์นี้เน้นย้ำว่าระบบภูมิอากาศถูกขับเคลื่อนด้วยปฏิกิริยาตอบกลับ และดังนั้นจึงมีความอ่อนไหวอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสภาวะต่างๆ^{[ 20 ]}

บันทึกข้อความปี 1977 (ดูในกรอบข้อความอ้างอิง) จากแฟรงค์ เพรส ที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์หลักของประธานาธิบดีคาร์เตอร์ เตือนถึงความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ร้ายแรง^{[ 82 ]}อย่างไรก็ตาม ประเด็นอื่นๆ เช่น อันตรายต่อสุขภาพที่ทราบกันดีจากมลพิษ และการหลีกเลี่ยงการพึ่งพาพลังงานจากประเทศอื่นๆ ดูเหมือนจะมีความเร่งด่วนและสำคัญกว่า^{[ 82 ]}เจมส์ ชเลซิง เกอร์ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงานแนะนำว่า "ผลกระทบเชิงนโยบายของประเด็นนี้ยังไม่แน่นอนเกินกว่าที่จะรับประกันการมีส่วนร่วมและนโยบายของประธานาธิบดี" และอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงฟอสซิลเริ่มหว่านความสงสัยเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ด้านสภาพภูมิอากาศ^{[ 82 ]}

การประชุมสภาพภูมิอากาศโลกปี 1979 (12 ถึง 23 กุมภาพันธ์) ขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลกสรุปว่า "ดูเหมือนว่ามีความเป็นไปได้ที่ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศจะส่งผลให้ชั้นบรรยากาศด้านล่างอุ่นขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในละติจูดที่สูงขึ้น ... เป็นไปได้ว่าผลกระทบในระดับภูมิภาคและระดับโลกบางอย่างอาจตรวจพบได้ก่อนสิ้นศตวรรษนี้และจะมีความสำคัญมากขึ้นก่อนกลางศตวรรษหน้า" ^{[ 92 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2522 สภาวิจัยแห่งชาติสหรัฐอเมริกาได้เผยแพร่รายงาน^{[ 93 ]} ซึ่งสรุปได้ (บางส่วน) ดังนี้:

เมื่อสมมติว่าปริมาณ CO2 _ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและเกิดสมดุลทางความร้อนเชิงสถิติ แบบจำลองที่สมจริงที่สุดคาดการณ์ว่าอุณหภูมิพื้นผิวโลกจะสูงขึ้นระหว่าง 2 ถึง 3.5 องศาเซลเซียส โดยจะเพิ่มขึ้นมากกว่าในละติจูดสูง ... เราพยายามแล้วแต่ไม่สามารถหาผลกระทบทางกายภาพใดๆ ที่ถูกมองข้ามหรือประเมินต่ำเกินไป ซึ่งอาจลดภาวะโลกร้อนที่คาดการณ์ไว้ในปัจจุบันอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของ CO2 ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่า_ให้เหลือน้อยมากหรือกลับทิศทางได้ทั้งหมด

หนึ่งสัปดาห์ก่อนที่ประธานาธิบดีคาร์เตอร์จะพ้นจากตำแหน่ง สภาทำเนียบขาวว่าด้วยคุณภาพสิ่งแวดล้อม (CEQ) ได้ออกรายงานซึ่งรวมถึงข้อเสนอแนะให้จำกัดอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกไว้ที่ 2 องศาเซลเซียสเหนือระดับก่อนยุคอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นเป้าหมายหนึ่งที่ตกลงกันไว้ในข้อตกลงปารีสว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศปี 2015 ^{[ 94 ]}

ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 แนวโน้มอุณหภูมิที่ลดลงเล็กน้อยตั้งแต่ปี 1945 ถึง 1975 ได้หยุดลงแล้ว มลพิษจากละอองลอยลดลงในหลายพื้นที่เนื่องจากกฎหมายด้านสิ่งแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงการใช้เชื้อเพลิง และเป็นที่ชัดเจนว่าผลกระทบจากการลดลงของอุณหภูมิจากละอองลอยจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

แฮนเซนและคณะได้ตีพิมพ์งานวิจัยเรื่อง " ผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศจากการเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ" ในปี 1981 และได้กล่าวไว้ว่า:

แสดงให้เห็นว่าภาวะโลกร้อนจากคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ควรจะเกิดขึ้นจากระดับเสียงรบกวนของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตามธรรมชาติภายในสิ้นศตวรรษนี้ และมีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดภาวะโลกร้อนในช่วงทศวรรษ 1980 ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อสภาพภูมิอากาศในศตวรรษที่ 21 ได้แก่ การเกิดพื้นที่ที่เสี่ยงต่อภัยแล้งในอเมริกาเหนือและเอเชียกลาง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงเขตภูมิอากาศการกัดเซาะแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตกส่งผลให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้น และการเปิดเส้นทางเดินเรือตะวันตกเฉียงเหนือใน ตำนาน ^{[ 95 ]}

ในปี พ.ศ. 2525 แกนน้ำแข็งกรีนแลนด์ ที่เจาะโดยHans Oeschger , Willi Dansgaardและผู้ร่วมงานได้เปิดเผยถึงความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมากในช่วงเวลาหนึ่งศตวรรษในอดีตอันไกลโพ้น^{[ 96 ]}การเปลี่ยนแปลงที่โดดเด่นที่สุดในบันทึกของพวกเขาสอดคล้องกับ ความผันผวนของสภาพภูมิอากาศ Younger Dryas ที่รุนแรง ซึ่งเห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงของชนิดละอองเรณูในพื้นทะเลสาบทั่วทั้งยุโรป เห็นได้ชัดว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่รุนแรงสามารถเกิดขึ้นได้ภายในช่วงชีวิตของมนุษย์

ในปี พ.ศ. 2516 เจมส์ โลฟล็อกคาดการณ์ว่าคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) อาจมีผลต่อภาวะโลกร้อน ในปี พ.ศ. 2518 วี. รามานาธานพบว่าโมเลกุล CFC สามารถดูดซับรังสีอินฟราเรดได้มีประสิทธิภาพมากกว่าโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 10,000 เท่า ทำให้ CFC อาจมีความสำคัญแม้จะมีปริมาณความเข้มข้นต่ำมากในชั้นบรรยากาศ ในขณะที่งานวิจัยในช่วงแรกส่วนใหญ่เกี่ยวกับ CFC มุ่งเน้นไปที่บทบาทของมันในการทำลายโอโซนแต่ในปี พ.ศ. 2528 รามานาธานและคนอื่นๆ แสดงให้เห็นว่า CFC ร่วมกับมีเทนและก๊าซ อื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย อาจมีผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศที่สำคัญเกือบเท่ากับการเพิ่มขึ้นของ CO2 _{กล่าว}อีกนัยหนึ่ง ภาวะโลกร้อนจะเกิดขึ้นเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ถึงสองเท่า^{[ 97 ]}

ในปี พ.ศ. 2528 การประชุมร่วมระหว่างUNEP /WMO/ ICSUในหัวข้อ "การประเมินบทบาทของคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและผลกระทบที่เกี่ยวข้อง" ได้สรุปว่าก๊าซเรือนกระจก "คาดว่าจะ" ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนอย่างมีนัยสำคัญในศตวรรษหน้า และภาวะโลกร้อนบางส่วนเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้^{[ 98 ]}

ในขณะเดียวกันแกนน้ำแข็งที่เจาะโดยทีมงานฝรั่งเศส-โซเวียตที่สถานีวอสต็อกในแอนตาร์กติกาแสดงให้เห็นว่า CO2 _และอุณหภูมิมีการขึ้นลงพร้อมกันในช่วงยุคน้ำแข็งที่ผ่านมา ซึ่งยืนยันความสัมพันธ์ระหว่าง CO2 _กับอุณหภูมิในลักษณะที่ไม่ขึ้นอยู่กับแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ ด้วยคอมพิวเตอร์โดยสิ้นเชิง และเสริมสร้างฉันทามติทางวิทยาศาสตร์ที่กำลังเกิดขึ้นอย่างมาก ผลการค้นพบยังชี้ให้เห็นถึงปฏิกิริยาตอบสนองทางชีวภาพและธรณีเคมีที่ทรงพลังอีกด้วย^{[ 99 ]}

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2529 ^{[ 100 ]}สมาคมฟิสิกส์เยอรมันได้เผยแพร่คำเตือนเกี่ยวกับภัยพิบัติทางสภาพภูมิอากาศที่กำลังจะเกิดขึ้น^{[ 101 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2531 เจมส์ อี. แฮนเซนได้ทำการประเมินครั้งแรกๆ ว่าภาวะโลกร้อนที่เกิดจากฝีมือมนุษย์ได้ส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศโลกอย่างเห็นได้ชัดแล้ว^{[ 102 ]}หลังจากนั้นไม่นาน “ การประชุมระดับโลกเกี่ยวกับบรรยากาศที่เปลี่ยนแปลง: ผลกระทบต่อความมั่นคงโลก ” ได้รวบรวมนักวิทยาศาสตร์และบุคคลอื่นๆ อีกหลายร้อยคนในเมืองโตรอนโตพวกเขาสรุปว่าการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศเนื่องจากมลพิษจากฝีมือมนุษย์ “เป็นภัยคุกคามที่สำคัญต่อความมั่นคงระหว่างประเทศและกำลังส่งผลเสียต่อหลายส่วนของโลกอยู่แล้ว” และประกาศว่าภายในปี พ.ศ. 2548 โลกควรลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลงประมาณ 20% จากระดับในปี พ.ศ. 2531 ^{[ 103 ]}

ทศวรรษ 1980 ได้เห็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญเกี่ยวกับการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมระดับโลกการลดลงของชั้นโอโซนได้รับการบรรเทาลงโดยอนุสัญญาวียนนา (1985) และพิธีสารมอนทรีออล (1987) ฝนกรดได้รับการควบคุมส่วนใหญ่ในระดับประเทศและระดับภูมิภาค

ในปี พ.ศ. 2531 WMO ได้จัดตั้งคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ( IPCC) โดยได้รับการสนับสนุนจาก UNEP IPCC ยังคงดำเนินงานมาจนถึงปัจจุบัน และออกรายงานการประเมินและรายงานเสริมหลายฉบับที่อธิบายสถานะของความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ในขณะที่จัดทำรายงานแต่ละฉบับ การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ในช่วงเวลานี้จะได้รับการสรุปประมาณทุกๆ ห้าถึงหกปีในรายงานการประเมินของ IPCC ซึ่งตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2533 ( รายงานการประเมินฉบับที่ 1 ), พ.ศ. 2538 ( รายงานการประเมินฉบับที่ 2 ), พ.ศ. 2544 ( รายงานการประเมินฉบับที่ 3 ), พ.ศ. 2550 ( รายงานการประเมินฉบับที่ 4 ), พ.ศ. 2556/2557 ( รายงานการประเมินฉบับที่ 5 ) และ พ.ศ. 2564 ( รายงานการประเมินฉบับที่ 6 ) ^{[ 108 ]} รายงานปี พ.ศ. 2544 เป็นรายงานฉบับแรกที่ระบุอย่างชัดเจนว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกที่สังเกตได้นั้น "มีแนวโน้ม" ที่จะเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ข้อสรุปได้รับอิทธิพลอย่างมากจากกราฟรูปไม้ฮอกกี้ที่แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างฉับพลันในประวัติศาสตร์พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และจากการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของปริมาณความร้อนในมหาสมุทรที่มี "ลักษณะเฉพาะ" ที่ตรงกับรูปแบบที่แบบจำลองคอมพิวเตอร์คำนวณไว้สำหรับผลกระทบของภาวะโลกร้อนจากก๊าซเรือนกระจก เมื่อถึงเวลาที่รายงานฉบับปี 2021 ออกมา นักวิทยาศาสตร์มีหลักฐานเพิ่มเติมมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวัดอุณหภูมิ ในอดีต จากหลายยุคสมัยในอดีตอันไกลโพ้น และบันทึกการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19 สามารถนำมาเปรียบเทียบกับการวัดระดับ CO2 _{เพื่อ}ยืนยันการคำนวณของแบบจำลอง ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ได้อย่างอิสระ

การพัฒนาเหล่านี้ขึ้นอยู่กับดาวเทียมตรวจอากาศดาวเทียมอื่นๆและโครงการสังเกตการณ์ขนาดใหญ่ที่ครอบคลุมทั่วโลกเป็นอย่างมาก นับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 การวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีตและปัจจุบันได้ขยายตัวอย่างรวดเร็ว การประสานงานระหว่างประเทศเกิดขึ้นจากโครงการวิจัยสภาพภูมิอากาศโลก (ก่อตั้งขึ้นในปี 1980) และมุ่งเน้นไปที่การให้ข้อมูลเพื่อประกอบรายงานของ IPCC มากขึ้นเรื่อยๆ เครือข่ายการวัด เช่นระบบสังเกตการณ์มหาสมุทรโลกระบบสังเกตการณ์คาร์บอนแบบบูรณาการและระบบสังเกตการณ์โลก ของ NASA ทำให้สามารถติดตามสาเหตุและผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องได้ การวิจัยยังขยายวงกว้างขึ้น โดยเชื่อมโยงหลายสาขา เช่นวิทยาศาสตร์โลกวิทยาศาสตร์พฤติกรรมเศรษฐศาสตร์ และความมั่นคง

คำถามสำคัญทางประวัติศาสตร์ในการวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเกี่ยวข้องกับความสำคัญสัมพัทธ์ของกิจกรรมของมนุษย์และสาเหตุทางธรรมชาติในช่วงระยะเวลาที่มีการบันทึกข้อมูลด้วยเครื่องมือในรายงานการประเมินครั้งที่สอง (SAR) ปี 1995 IPCCได้กล่าวถ้อยแถลงที่อ้างอิงกันอย่างกว้างขวางว่า "หลักฐานโดยรวมชี้ให้เห็นถึงอิทธิพลของมนุษย์ที่มีต่อสภาพภูมิอากาศโลก" วลี "หลักฐานโดยรวม" ชี้ให้เห็นถึงมาตรฐานการพิสูจน์ตามกฎหมายทั่วไป (ของอังกฤษ) ที่จำเป็นในศาลแพ่ง ซึ่งแตกต่างจากศาลอาญา: ไม่สูงเท่ากับ "เกินกว่าข้อสงสัยที่สมเหตุสมผล" ในปี 2001 รายงานการประเมินครั้งที่สาม (TAR) ได้ปรับปรุงข้อความนี้ โดยกล่าวว่า "มีหลักฐานใหม่และแข็งแกร่งขึ้นว่าภาวะโลกร้อนส่วนใหญ่ที่สังเกตได้ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมานั้นเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์" ^{[ 109 ]}รายงานการประเมินครั้งที่สี่ (AR4) ปี 2007 ได้เสริมความแข็งแกร่งให้กับข้อค้นพบนี้:

• “ภาวะโลกร้อนที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์นั้นแพร่หลายและสามารถตรวจพบได้จากการสังเกตอุณหภูมิที่พื้นผิว ในชั้นบรรยากาศอิสระ และในมหาสมุทร หลักฐานของผลกระทบจากอิทธิพลภายนอก ทั้งที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์และธรรมชาติ ที่มีต่อระบบภูมิอากาศยังคงสะสมเพิ่มขึ้นเรื่อยมาตั้งแต่ TAR” ^{[ 110 ]}

ข้อค้นพบอื่นๆ จากรายงานการประเมินครั้งที่สี่ของ IPCC ได้แก่:

• “เป็นไปได้ยากมาก (<5%) ^{[ 111 ]}ที่รูปแบบภาวะโลกร้อนในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมาจะสามารถอธิบายได้โดยปราศจากแรงภายนอก (กล่าวคือ ไม่สอดคล้องกับการเป็นผลมาจากความแปรปรวนภายใน) และเป็นไปได้ยากมาก^{[ 111 ]}ที่จะเกิดจากสาเหตุภายนอกตามธรรมชาติที่ทราบเพียงอย่างเดียว ภาวะโลกร้อนเกิดขึ้นทั้งในมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศ และเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ปัจจัยแรงภายนอกตามธรรมชาติน่าจะทำให้เกิดภาวะโลกร้อน” ^{[ 112 ]}
• "จากการประมาณการใหม่ของการบังคับจากกิจกรรม ของมนุษย์ที่รวมกัน เนื่องจากก๊าซเรือนกระจกละอองลอยและการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวโลกมีความเป็นไปได้สูงมาก (>95%) ^{[ 111 ]}ที่กิจกรรมของมนุษย์ได้ส่งผลกระทบอย่างมากต่ออุณหภูมิโลกตั้งแต่ปี ค.ศ. 1750" ^{[ 113 ]}
• " แทบจะแน่นอน^{[ 111 ]} ว่าละอองลอยที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ก่อให้เกิด แรงผลักดันการแผ่รังสีสุทธิที่เป็นลบ(อิทธิพลการเย็นตัว) ซึ่งมีขนาดมากกว่าในซีกโลกเหนือเมื่อเทียบกับซีกโลกใต้ " ^{[ 113 ]}

ผลการศึกษาทางวิทยาศาสตร์บางส่วนเกี่ยวกับประเด็นนี้มีดังต่อไปนี้:

• ในปี พ.ศ. 2539 ในบทความในNatureที่ชื่อว่า "การค้นหาอิทธิพลของมนุษย์ต่อโครงสร้างความร้อนของชั้นบรรยากาศ" Benjamin D. Santerและคณะ ได้เขียนไว้ว่า: "รูปแบบเชิงพื้นที่ของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศอิสระที่สังเกตได้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2506 ถึง พ.ศ. 2530 นั้นคล้ายคลึงกับรูปแบบที่ทำนายโดยแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่ทันสมัยที่สุด ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ของคาร์บอนไดออกไซด์ ละอองซัลเฟตที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ และความเข้มข้นของโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ ระดับความคล้ายคลึงกันของรูปแบบระหว่างแบบจำลองและการสังเกตเพิ่มขึ้นตลอดช่วงเวลานี้ เป็นไปได้ว่าแนวโน้มนี้เป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์บางส่วน แม้ว่าจะยังมีความไม่แน่นอนอยู่มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการประมาณค่าความแปรปรวนตามธรรมชาติ" ^{[ 114 ]}
• บทความปี 2002 ในวารสาร Journal of Geophysical Researchระบุว่า "การวิเคราะห์ของเราชี้ให้เห็นว่าภาวะโลกร้อนในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 สามารถอธิบายได้ดีที่สุดด้วยการรวมกันของภาวะโลกร้อนอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกและแรงกระทำตามธรรมชาติ ภาวะโลกร้อนบางส่วนอันเนื่องมาจากแรงกระทำจากกิจกรรมของมนุษย์อื่นๆ และการมีส่วนร่วมอย่างมาก แต่ก็ไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้ จากความแปรปรวนภายใน ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษ เราพบว่าภาวะโลกร้อนส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของก๊าซเรือนกระจก โดยการเปลี่ยนแปลงของซัลเฟตและอาจรวมถึงละอองลอยจากภูเขาไฟจะชดเชยภาวะโลกร้อนได้ประมาณหนึ่งในสาม" ^{[ 115 ] [ 116 ]}
• การทบทวนการศึกษาการตรวจจับและการระบุสาเหตุในปี 2548 โดยกลุ่มตรวจจับและระบุสาเหตุเฉพาะกิจระหว่างประเทศ^{[ 117 ]}พบว่า "ปัจจัยทางธรรมชาติ เช่น ความแปรปรวนของดวงอาทิตย์และกิจกรรมของภูเขาไฟ มีส่วนรับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขนาดใหญ่ที่สังเกตได้ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาเพียงบางส่วนเท่านั้น และภาวะโลกร้อนส่วนใหญ่ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาสามารถระบุสาเหตุได้จากการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจก ดังนั้น งานวิจัยล่าสุดจึงสนับสนุนและเสริมสร้างข้อสรุปของรายงานการประเมินครั้งที่สามของ IPCC ที่ว่า 'ภาวะโลกร้อนส่วนใหญ่ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาน่าจะเกิดจากการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจก'"
• บาร์เน็ตต์และเพื่อนร่วมงาน (2005) กล่าวว่าการที่มหาสมุทรอุ่นขึ้นที่สังเกตได้นั้น "ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศภายในตามธรรมชาติหรือแรงกระตุ้นจากดวงอาทิตย์และภูเขาไฟ แต่สามารถจำลองได้ดีด้วยแบบจำลอง สภาพภูมิอากาศที่เกิดจากกิจกรรม ของมนุษย์ สองแบบ " โดยสรุปว่า "มีต้นกำเนิดมาจากมนุษย์ ซึ่งเป็นข้อสรุปที่แข็งแกร่งต่อการสุ่มตัวอย่างการสังเกตและความแตกต่างของแบบจำลอง" ^{[ 118 ]}
• บทความสองฉบับในวารสารScienceในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2548 ^{[ 119 ] [ 120 ]}ได้แก้ไขปัญหาที่เห็นได้ชัดในช่วงเวลาของ TAR เกี่ยวกับ แนวโน้มอุณหภูมิ ในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ บันทึกเวอร์ชัน UAH มีข้อผิดพลาด และมีหลักฐานของแนวโน้มการเย็นตัวที่ผิดพลาดในบันทึกเรดิโอซอนด์ โดยเฉพาะในเขตร้อน ดู รายละเอียดเพิ่มเติมได้จาก การวัดอุณหภูมิด้วยดาวเทียมและรายงาน US CCSP ปี 2549 ^{[ 121 ]}

การระบุสาเหตุของเหตุการณ์สุดขั้ว (EEA) หรือที่รู้จักกันในชื่อวิทยาศาสตร์การระบุสาเหตุ ได้รับการพัฒนาในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ^{[ 6 ]} EEA ใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศเพื่อระบุและวัดปริมาณบทบาทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ที่มีต่อความถี่ ความรุนแรง ระยะเวลา และผลกระทบของเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้ว แต่ละเหตุการณ์ โดยเฉพาะ^{[ 7 ] [ 8 ]}ผลลัพธ์ของการศึกษาการระบุสาเหตุช่วยให้นักวิทยาศาสตร์และนักข่าวสามารถกล่าวอ้างได้ เช่น "เหตุการณ์สภาพอากาศนี้มีโอกาสเกิดขึ้นอย่างน้อยnเท่าเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์" หรือ "คลื่นความร้อนนี้ ร้อนขึ้น mองศาเมื่อเทียบกับโลกที่ไม่มีภาวะโลกร้อน" หรือ "เหตุการณ์นี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ" ^{[ 125 ]}

แนวทางทั่วไปของ EEA ใช้การจำลองแบบจำลองเพื่อเปรียบเทียบเหตุการณ์ในสองโลก—โลกแรกที่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากมนุษย์ และโลกที่สองที่ไม่มีการปล่อยก๊าซดังกล่าว—และระบุความแตกต่างว่าเป็นผลมาจากอิทธิพลของมนุษย์^{[ 126 ]}พลังการคำนวณที่มากขึ้นในช่วงทศวรรษ 2000 ทำให้สามารถจำลองสภาพอากาศได้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า และความก้าวหน้าทางแนวคิดในช่วงต้นถึงกลางทศวรรษ 2010 ^{[ 123 ]} ทำให้วิทยาศาสตร์การระบุสาเหตุสามารถตรวจจับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อเหตุการณ์บางอย่างได้อย่างมั่นใจ^{[ 6 ]}นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีการที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ แล้ว ทำให้สามารถเผยแพร่การศึกษา "การระบุสาเหตุอย่างรวดเร็ว" ได้ภายในกรอบเวลา " รอบข่าว " ^{[ 123 ]}

งานในช่วงแรกของโจเซฟ ฟูริเยร์พบว่าเรือนกระจกจะร้อนขึ้นส่วนใหญ่เนื่องจากการดักจับรังสี ซึ่งคล้ายคลึงกับการดักจับรังสีในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดคำว่า " ปรากฏการณ์เรือนกระจก " ^{[ 139 ]}

การทดลองที่ดำเนินการโดยศาสตราจารย์RW Woodในปี 1909 ทำให้เขาปฏิเสธการดักจับรังสี โดยอ้างว่าเรือนกระจกได้รับความร้อนเพียงเพราะการปิดกั้นการพาความร้อน^{[ 140 ]}ทฤษฎี นี้กลายเป็นมุมมองที่แพร่หลายในชุมชนวิทยาศาสตร์^{[ 141 ] [ 142 ] [ 143 ] [ 144 ]}

ยิ่งไปกว่านั้น ทฤษฎีของวูดถูกนำมาใช้เพื่อปฏิเสธการเปรียบเทียบ และตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับการมีอยู่ของปรากฏการณ์เรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ^{[ 145 ] [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ]} การทดลองได้หักล้างทฤษฎีของวูดแล้ว การทดลองได้ยืนยันว่าการดักจับรังสีเป็นสาเหตุหลักของการให้ความร้อนในเรือนกระจก ดังนั้นการเปรียบเทียบจึงถูกต้อง^{[ 149 ] [ 150 ] [ 151 ]}

มีความพยายามที่จะก่อให้เกิดข้อโต้แย้งต่อสาธารณะเกี่ยวกับความถูกต้องของบันทึกอุณหภูมิจากเครื่องมือวัดบนพื้นฐานของ ปรากฏการณ์ เกาะความร้อนในเมืองคุณภาพของเครือข่ายสถานีบนพื้นผิว และการกล่าวอ้างว่ามีการปรับบันทึกอุณหภูมิโดยไม่จำเป็น^{[ 152 ] [ 153 ]}

สถานีตรวจวัดสภาพอากาศที่ใช้ในการคำนวณบันทึกอุณหภูมิโลกไม่ได้กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วโลก และการกระจายตัวของสถานีเหล่านี้ก็เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา มีสถานีตรวจวัดสภาพอากาศจำนวนน้อยในช่วงทศวรรษ 1850 และจำนวนสถานีก็ไม่ได้เพิ่มขึ้นเป็น 3,000 แห่งในปัจจุบันจนกระทั่งช่วงปี 1951 ถึง 1990 ^{[ 154 ]}

รายงานการประเมินครั้งที่สามของ IPCC ปี 2001 (TAR) ยอมรับว่าปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมืองเป็น ผลกระทบ ในระดับท้องถิ่นที่ สำคัญ แต่ได้อ้างถึงการวิเคราะห์ข้อมูลในอดีตที่ระบุว่าผลกระทบของปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมืองต่อ แนวโน้มอุณหภูมิ โลกนั้นไม่เกิน 0.05 °C (0.09 °F) องศาจนถึงปี 1990 ^{[ 155 ]} Peterson (2003) พบว่าไม่มีความแตกต่างระหว่างภาวะโลกร้อนที่สังเกตได้ในเขตเมืองและชนบท^{[ 156 ]}

Parker (2006) พบว่าไม่มีความแตกต่างของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นระหว่างคืนที่อากาศสงบและคืนที่มีลมแรง เนื่องจากปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมืองจะรุนแรงที่สุดในคืนที่อากาศสงบและอ่อนแอหรือไม่มีเลยในคืนที่มีลมแรง จึงถือได้ว่าเป็นหลักฐานว่าแนวโน้มอุณหภูมิโลกไม่ได้ถูกปนเปื้อนอย่างมีนัยสำคัญจากผลกระทบของเมือง^{[ 157 ]} Pielke และ Matsui ได้ตีพิมพ์บทความที่ไม่เห็นด้วยกับข้อสรุปของ Parker ^{[ 158 ]}

ในปี พ.ศ. 2548 Roger A. PielkeและStephen McIntyreได้วิพากษ์วิจารณ์บันทึกอุณหภูมิที่วัดได้ด้วยเครื่องมือของสหรัฐฯ และการปรับปรุงแก้ไขบันทึกดังกล่าว และ Pielke และคนอื่นๆ ได้วิพากษ์วิจารณ์การเลือกสถานที่ตั้งสถานีตรวจอากาศที่มีคุณภาพต่ำในสหรัฐอเมริกา^{[ 159 ] [ 160 ]}การศึกษาในปี พ.ศ. 2553 ได้ตรวจสอบการเลือกสถานที่ตั้งสถานีวัดอุณหภูมิและพบว่าสถานีวัดที่มีคุณภาพต่ำเหล่านั้นแสดงให้เห็นถึงความคลาดเคลื่อนไปทางอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเล็กน้อย แทนที่จะเป็นความคลาดเคลื่อนไปทางอุณหภูมิที่สูงกว่าที่ผู้ปฏิเสธได้ตั้งสมมติฐานไว้^{[ 161 ] [ 162 ]}

กลุ่มBerkeley Earth Surface Temperatureได้ทำการประเมินข้อมูลบันทึกอุณหภูมิพื้นดินอย่างอิสระ โดยตรวจสอบประเด็นที่ผู้ปฏิเสธยกขึ้นมา เช่น ปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมือง คุณภาพสถานีที่ไม่ดี และความเสี่ยงของอคติในการเลือกข้อมูล ผลเบื้องต้นซึ่งเผยแพร่ในเดือนตุลาคม 2011 พบว่าปัจจัยเหล่านี้ไม่ได้ทำให้ผลลัพธ์ที่ได้จาก NOAA ศูนย์ Hadleyร่วมกับหน่วยวิจัยภูมิอากาศ ( HadCRUT ) และ GISS ของ NASA ในการศึกษาครั้งก่อนๆ เกิดความคลาดเคลื่อน กลุ่มยังยืนยันด้วยว่าในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา อุณหภูมิพื้นผิวโลกสูงขึ้น 0.911 °C และผลลัพธ์ของพวกเขาสอดคล้องกับผลลัพธ์ที่ได้จากการศึกษาครั้งก่อนๆ เหล่านี้^{[ 163 ] [ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]}

แบบจำลองการหมุนเวียนทั่วไปและการพิจารณาทางกายภาพพื้นฐานคาดการณ์ว่าในเขตร้อน อุณหภูมิของชั้นโทรโพสเฟียร์ควรเพิ่มขึ้นเร็วกว่าอุณหภูมิของพื้นผิว รายงานปี 2549 ต่อโครงการวิทยาศาสตร์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของสหรัฐอเมริกาตั้งข้อสังเกตว่าแบบจำลองและการสังเกตการณ์เห็นพ้องต้องกันเกี่ยวกับการขยายตัวนี้สำหรับช่วงเวลารายเดือนและรายปี แต่ไม่สอดคล้องกันสำหรับช่วงเวลาทศวรรษในชุดข้อมูลที่สังเกตได้ส่วนใหญ่ เทคนิคการวัดและการวิเคราะห์ที่ได้รับการปรับปรุงได้แก้ไขความคลาดเคลื่อนนี้แล้ว: อุณหภูมิพื้นผิวที่แก้ไขโดยทุ่นและดาวเทียมเย็นกว่าเล็กน้อย และการวัดอุณหภูมิชั้นโทรโพสเฟียร์เขตร้อนจากดาวเทียมและเรดิโอซอนด์ที่แก้ไขแล้วอุ่นกว่าเล็กน้อย^{[ 167 ]}การวัดอุณหภูมิจากดาวเทียมแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิชั้นโทรโพสเฟียร์กำลังเพิ่มขึ้นด้วย "อัตราที่คล้ายคลึงกับอุณหภูมิพื้นผิว" ทำให้ IPCC สรุปในปี 2550 ว่าความคลาดเคลื่อนนี้ได้รับการแก้ไขแล้ว^{[ 168 ]}

ผู้ปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศบางคนโต้แย้งว่าการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์เป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนที่สังเกตได้ ซึ่งจะลดความสำคัญสัมพัทธ์ของสาเหตุที่เกิดจากมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ข้อโต้แย้งนี้ไม่ได้รับการสนับสนุนจากฉันทามติทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศนักวิทยาศาสตร์ปฏิเสธแนวคิดที่ว่าภาวะโลกร้อนที่สังเกตได้ในบันทึกอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยทั่วโลกตั้งแต่ประมาณปี 1850 เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์: "การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของอุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกที่สังเกตได้หลังปี 1985 ไม่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์ ไม่ว่าจะใช้กลไกใดก็ตาม และไม่ว่าการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์จะถูกขยายให้ใหญ่ขึ้นมากเพียงใด" ^{[ 222 ]}

ตำแหน่งที่เป็นเอกฉันท์คือรังสีจากดวงอาทิตย์อาจเพิ่มขึ้น 0.12 W/m² ^{ตั้งแต่}ปี 1750 เมื่อเทียบกับ 1.6 W/m² ^{สำหรับ}แรงกระทำจากกิจกรรมของมนุษย์สุทธิ^{[ 223 ] : 3} ในปี 2001 รายงานการประเมินครั้งที่สามของ IPCCพบว่า "การเปลี่ยนแปลงรวมของแรงกระทำจากรังสีของปัจจัยทางธรรมชาติหลักสองประการ (การเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์และละอองภูเขาไฟ) คาดว่าจะเป็นลบในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา และอาจเป็นสี่ทศวรรษที่ผ่านมา" ^{[ 224 ]}

การศึกษาหลายชิ้นระบุว่าระดับกิจกรรมของดวงอาทิตย์ในช่วงที่ผ่านมานั้นสูงเป็นประวัติการณ์ โดยพิจารณาจากกิจกรรมจุดดวงอาทิตย์และปัจจัยอื่นๆ ซึ่งเรียกกันว่า " ระดับสูงสุดในยุคปัจจุบัน " กิจกรรมของดวงอาทิตย์อาจส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศได้ทั้งจากการเปลี่ยนแปลงของผลผลิตจากดวงอาทิตย์ หรือโดยนัยยะที่คาดเดาได้มากกว่านั้น คือผลกระทบทางอ้อมต่อปริมาณการก่อตัวของเมฆโซลันกีและคณะเสนอว่ากิจกรรมของดวงอาทิตย์ในช่วง 60 ถึง 70 ปีที่ผ่านมาอาจอยู่ในระดับสูงสุดในรอบ 8,000 ปี อย่างไรก็ตาม พวกเขากล่าวว่า "ความแปรปรวนของดวงอาทิตย์ไม่น่าจะเป็นสาเหตุหลักของภาวะโลกร้อนอย่างรุนแรงในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา" และสรุปว่า "อย่างมากที่สุด 30% ของภาวะโลกร้อนอย่างรุนแรงนับตั้งแต่ [1970] อาจมีต้นกำเนิดมาจากดวงอาทิตย์" ^{[ 225 ]}แม้ว่าแบบแผนของระดับสูงสุดในยุคปัจจุบันจะเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง ^{[ 226 ]}อัตราการเกิดซ้ำของมันยังคงเป็นคำถามที่เปิดกว้าง^{[ 227 ]}และ "การสร้างกิจกรรมของดวงอาทิตย์ขึ้นใหม่บอกเราว่ามีเพียงเศษส่วนเล็กน้อยของภาวะโลกร้อนในช่วงที่ผ่านมาเท่านั้นที่สามารถอธิบายได้ด้วยความแปรปรวนของดวงอาทิตย์" ^{[ 228 ]}

บทบาทของกิจกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังได้รับการคำนวณในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้นโดยใช้ชุดข้อมูล "ตัวแทน" เช่น วงปี ของต้นไม้^{[ 229 ]}แบบจำลองแสดงให้เห็นว่าแรงกระตุ้นจากพลังงานแสงอาทิตย์และภูเขาไฟสามารถอธิบายช่วงเวลาที่อบอุ่นและเย็นกว่าปกติระหว่างปี ค.ศ.  1000 ถึง 1900 ได้ แต่จำเป็นต้องมีแรงกระตุ้นจากมนุษย์เพื่อจำลองภาวะโลกร้อนในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ^{[ 230 ]}

หลักฐานอีกประการหนึ่งที่คัดค้านว่าดวงอาทิตย์เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในช่วงไม่นานมานี้ มาจากการพิจารณาการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในระดับต่างๆ ของชั้นบรรยากาศโลก^{[ 231 ]}

สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (US EPA, 2009) ได้ตอบสนองต่อความคิดเห็นสาธารณะเกี่ยวกับการระบุสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 232 ]}ผู้แสดงความคิดเห็นจำนวนหนึ่งได้โต้แย้งว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในช่วงไม่นานมานี้อาจมีสาเหตุมาจากการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสงอาทิตย์ ตามที่ US EPA (2009) ระบุ การระบุสาเหตุนี้ไม่ได้รับการสนับสนุน จาก วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ ส่วนใหญ่ โดยอ้างอิงงานของ IPCC (2007) US EPA ชี้ให้เห็นถึงการมีส่วนร่วมที่ต่ำของความเข้มแสงอาทิตย์ต่อแรงผลักดันการแผ่รังสีนับตั้งแต่เริ่มต้นการปฏิวัติอุตสาหกรรมในปี 1750 ในช่วงเวลาดังกล่าว (1750 ถึง 2005) ^{[ 233 ]}การมีส่วนร่วมโดยประมาณของความเข้มแสงอาทิตย์ต่อแรงผลักดันการแผ่รังสีคือ 5% ของค่าแรงผลักดันการแผ่รังสีรวมเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และไนตรัสออกไซด์ ในบรรยากาศ (ดูแผนภูมิตรงข้าม)

นักวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศได้พิจารณาบทบาทของดวงอาทิตย์ในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตั้งแต่ปี 1978 ผลผลิตจากดวงอาทิตย์ได้รับการวัดโดยดาวเทียม^{[ 234 ] : 6} ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่าที่เคยเป็นไปได้จากพื้นผิวโลก การวัดเหล่านี้บ่งชี้ว่าการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ ทั้งหมดของดวงอาทิตย์ ไม่ได้เพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี 1978 ดังนั้นภาวะโลกร้อนในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาจึงไม่สามารถเกิดจากการเพิ่มขึ้นของพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดที่มาถึงโลกโดยตรงได้ (ดูแผนภูมิข้างต้น ด้านซ้าย) ในช่วงสามทศวรรษนับตั้งแต่ปี 1978 การรวมกันของกิจกรรมของดวงอาทิตย์และภูเขาไฟน่าจะมีอิทธิพลทำให้สภาพภูมิอากาศเย็นลงเล็กน้อย^{[ 235 ]}

แบบจำลองสภาพภูมิอากาศถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบบทบาทของดวงอาทิตย์ในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา^{[ 236 ]}แบบจำลองไม่สามารถจำลองภาวะโลกร้อนอย่างรวดเร็วที่สังเกตได้ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาได้ เมื่อพิจารณาเฉพาะการเปลี่ยนแปลงของปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์ทั้งหมดและกิจกรรมของภูเขาไฟเท่านั้น อย่างไรก็ตาม แบบจำลองสามารถจำลองการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่สังเกตได้ในศตวรรษที่ 20 ได้ เมื่อรวมปัจจัยภายนอกที่สำคัญที่สุดทั้งหมด รวมถึงอิทธิพลของมนุษย์และปัจจัยทางธรรมชาติ ดังที่ได้กล่าวไว้แล้ว Hegerl et al. (2007) สรุปว่าแรงผลักดันจากก๊าซเรือนกระจก "มีแนวโน้มสูงมาก" ที่จะทำให้เกิดภาวะโลกร้อนที่สังเกตได้ส่วนใหญ่ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 ในการสรุปเช่นนี้ Hegerl et al. (2007) ยอมรับความเป็นไปได้ที่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศอาจประเมินผลกระทบของแรงผลักดันจากดวง อาทิตย์ต่ำเกินไป ^{[ 237 ]}

แบบจำลองและการสังเกต (ดูรูปด้านบน ตรงกลาง) แสดงให้เห็นว่าก๊าซเรือนกระจกส่งผลให้ชั้นบรรยากาศด้านล่างที่พื้นผิว (เรียกว่าโทรโปสเฟียร์ ) อุ่นขึ้น แต่ชั้นบรรยากาศด้านบน (เรียกว่า สตราโตสเฟียร์ ) เย็นลง^{[ 238 ]}การลดลงของชั้นโอโซนโดยสารทำความเย็น ทางเคมี ยังส่งผลให้เกิดผลกระทบที่ทำให้สตราโตสเฟียร์เย็นลงด้วย หากดวงอาทิตย์เป็นสาเหตุของการอุ่นขึ้นที่สังเกตได้ การอุ่นขึ้นของโทรโปสเฟียร์ที่พื้นผิวและการอุ่นขึ้นที่ด้านบนของสตราโตสเฟียร์จะเป็นสิ่งที่คาดหวังได้ เนื่องจากกิจกรรมของดวงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้นจะเติมเต็มโอโซนและออกไซด์ของไนโตรเจน [ ^{239 ] ส}ตราโตสเฟียร์มีการไล่ระดับอุณหภูมิที่ตรงกันข้ามกับโทรโปสเฟียร์ ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิของโทรโปสเฟียร์เย็นลงตามระดับความสูง สตราโตสเฟียร์จะสูงขึ้นตามระดับความสูงเซลล์แฮดลีย์เป็นกลไกที่ทำให้โอโซนที่เกิดขึ้นในเขตร้อน (บริเวณที่มีรังสี UV สูงที่สุดในสตราโตสเฟียร์) เคลื่อนตัวไปยังขั้วโลก แบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้เซลล์ Hadley ขยายกว้างขึ้นและผลักดันกระแสลมกรดไปทางเหนือ ส่งผลให้พื้นที่เขตร้อนขยายตัวและส่งผลให้สภาพอากาศในพื้นที่เหล่านั้นอบอุ่นและแห้งแล้งมากขึ้นโดยรวม^{[ 240 ]}

บางคนโต้แย้งว่าดวงอาทิตย์เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สังเกตได้เมื่อเร็ว ๆ นี้^{[ 241 ]}ภาวะโลกร้อนบนดาวอังคารถูกอ้างถึงว่าเป็นหลักฐานว่าภาวะโลกร้อนบนโลกเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์^{[ 242 ] [ 243 ] [ 244 ]}นักวิทยาศาสตร์ได้หักล้างข้อกล่าวอ้างนี้ โดยระบุว่า "การแกว่งตัวในวงโคจรของดาวอังคารเป็นสาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในยุคปัจจุบัน" (ดูเพิ่มเติมที่แรงผลักดันจากวงโคจร ) ^{[ 245 ]}นอกจากนี้ ยังมีคำอธิบายอื่น ๆ เกี่ยวกับสาเหตุที่ภาวะโลกร้อนเกิดขึ้นบนไทรทัน พลูโต ดาวพฤหัสบดี และดาวอังคาร^{[ 244 ]}

มุมมองที่ว่ารังสีคอสมิกอาจเป็นกลไกที่ทำให้การเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของดวงอาทิตย์ส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศนั้นไม่ได้รับการสนับสนุนจากเอกสาร^{[ 246 ]} Solomon et al. (2007) ^{[ 247 ]}ระบุว่า:

[..] อนุกรมเวลาของรังสีคอสมิกดูเหมือนจะไม่สอดคล้องกับปริมาณเมฆปกคลุมทั่วโลกหลังจากปี 1991 หรือปริมาณเมฆระดับต่ำทั่วโลกหลังจากปี 1994 เมื่อรวมกับการขาดกลไกทางกายภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว และความเป็นไปได้ของปัจจัยสาเหตุอื่นๆ ที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณเมฆ ทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของละอองลอยและการก่อตัวของเมฆที่เกิดจากรังสีคอสมิกจากกาแล็กซีเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่

การศึกษาในปี 2550 และ 2551 พบว่าไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างภาวะโลกร้อนในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมากับรังสีคอสมิก^{[ 248 ] [ 249 ]} Pierce และ Adams (2552) ^{[ 250 ]}ใช้แบบจำลองเพื่อจำลองผลกระทบของรังสีคอสมิกต่อคุณสมบัติของเมฆ พวกเขาสรุปว่าผลกระทบที่คาดการณ์ไว้ของรังสีคอสมิกนั้นน้อยเกินไปที่จะอธิบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในช่วงที่ผ่านมา^{[ 250 ]}ผู้เขียนการศึกษาดังกล่าวตั้งข้อสังเกตว่าผลการค้นพบของพวกเขาไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ของความเชื่อมโยงระหว่างรังสีคอสมิกกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และแนะนำให้ทำการวิจัยเพิ่มเติม^{[ 251 ]}

Erlykin et al. (2009) ^{[ 252 ]}พบว่าหลักฐานแสดงให้เห็นว่าความเชื่อมโยงระหว่างการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์และสภาพภูมิอากาศมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงโดยตรงของรังสีดวงอาทิตย์มากกว่ารังสีคอสมิก และสรุปว่า: "ดังนั้น ภายใต้สมมติฐานของเรา ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของดวงอาทิตย์ ไม่ว่าจะโดยรังสีดวงอาทิตย์โดยตรงหรือโดยอัตรารังสีคอสมิกที่เปลี่ยนแปลง จะต้องน้อยกว่า 0.07 °C ตั้งแต่ปี 1956 กล่าวคือ น้อยกว่า 14% ของภาวะโลกร้อนที่สังเกตได้" Carslaw (2009) ^{[ 253 ]}และ Pittock (2009) ^{[ 254 ]}ได้ทบทวนวรรณกรรมล่าสุดและในอดีตในสาขานี้ และยังคงพบว่าความเชื่อมโยงระหว่างรังสีคอสมิกและสภาพภูมิอากาศนั้นไม่ชัดเจน แม้ว่าพวกเขาจะสนับสนุนให้มีการวิจัยอย่างต่อเนื่องก็ตาม

Henrik Svensmarkได้เสนอแนะว่า กิจกรรม แม่เหล็กของดวงอาทิตย์เบี่ยงเบนรังสีคอสมิกและสิ่งนี้อาจส่งผลต่อการสร้างนิวเคลียสควบแน่นของเมฆและส่งผลต่อสภาพภูมิอากาศ^{[ 255 ]}

ในปี 2554 โครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติได้พิจารณาว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกอาจพัฒนาไปอย่างไรจนถึงปี 2563 โดยขึ้นอยู่กับการตัดสินใจเชิงนโยบายที่แตกต่างกัน^{[ 256 ] : 7} พวกเขาได้รวบรวมนักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญ 55 คนจาก 28 กลุ่มวิทยาศาสตร์ใน 15 ประเทศ การคาดการณ์โดยสมมติว่าไม่มีความพยายามใหม่ในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกหรืออิงตามแนวโน้มสมมติฐาน"ดำเนินธุรกิจตามปกติ" ^{[ 257 ]} ชี้ให้เห็นว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกในปี 2563 จะอยู่ที่ 56 กิกะตันCO2ในปี 2563 ₂-เทียบเท่า (Gt CO₂-eq) โดยมีช่วง 55–59 Gt CO₂-eq. ^{[ 256 ] : 12} ในการนำฐานที่แตกต่างกันมาใช้ โดยที่คำมั่นสัญญาต่อข้อตกลงโคเปนเฮเกนได้รับการบรรลุในรูปแบบที่ทะเยอทะยานที่สุด การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกที่คาดการณ์ไว้ภายในปี 2020 จะยังคงสูงถึง 50 กิกะตันCO2₂[ ^{258 ]}หากพิจารณาตามแนวโน้มปัจจุบัน โดยเฉพาะในกรณีของรูปแบบที่มีความทะเยอทะยานต่ำ คาดว่าจะมีการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 3 องศาเซลเซียสภายในสิ้นศตวรรษ ซึ่งคาดว่าจะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อสิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจ และ^{สังคม[ 259 ]}

รายงานฉบับนี้ยังพิจารณาถึงผลกระทบต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากนโยบายที่ประเทศภาคี UNFCCC นำเสนอเพื่อแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยสมมติว่าความพยายามที่เข้มงวดมากขึ้นในการจำกัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจะนำไปสู่การคาดการณ์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกในปี 2020 ระหว่าง 49 ถึง 52 กิกะตันCO2₂-eq โดยมี ค่า ประมาณมัธยฐานอยู่ที่ 51 Gt CO₂-สมการ^{[ 256 ] : 12} สมมติว่าความพยายามที่เข้มงวดน้อยลงในการจำกัดการปล่อยมลพิษจะนำไปสู่การคาดการณ์การปล่อยมลพิษทั่วโลกในปี 2020 ระหว่าง 53 ถึง 57 Gt CO₂-eq โดยมีค่าประมาณมัธยฐานอยู่ที่ 55 Gt CO₂-eq. ^{[ 256 ] : 12}

• วิทยาศาสตร์การระบุแหล่งที่มา
• ประวัติศาสตร์ของนโยบายและการเมืองเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
• ภูมิอากาศวิทยาเชิงประวัติศาสตร์
• ประวัติศาสตร์ธรณีวิทยา
• ประวัติศาสตร์ของธรณีฟิสิกส์

• การไต่สวนของวุฒิสภาเกี่ยวกับเจมส์ อี. แฮนเซน (1988)

• Dessler, Andrew E.; Parson, Edward A., บรรณาธิการ (2020). วิทยาศาสตร์และการเมืองของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก: คู่มือสู่การอภิปราย (ฉบับที่ 3). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. doi : 10.1017/9781316832158 . ISBN 978-1-316-83215-8.บทคัดย่อ

• Arrhenius, Svante (เมษายน 1896) ว่าด้วยอิทธิพลของกรดคาร์บอนิกในอากาศต่ออุณหภูมิของพื้นดิน
• Dewan, Pandora (17 ตุลาคม 2022). "การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศถูกค้นพบเมื่อใด และเป็นปัญหามานานแค่ไหนแล้ว?" . Newsweek . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 18 ตุลาคม 2022.
• เฟลมมิง, เจมส์ อาร์. (บรรณาธิการ) (เมษายน 2551) การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อนจากกิจกรรมของมนุษย์: บทความสำคัญที่คัดสรรแล้ว ตั้งแต่ปี 1824-1995 พร้อมด้วยบทความวิเคราะห์
• ฟูริเยร์, โจเซฟ (1827) Memoire sur les Temperature du Globe terrestre et des espaces planetairesเป็นภาษาฝรั่งเศสและอังกฤษ พร้อมคำอธิบายประกอบโดยWilliam Connolley
• Pulver, Dinah Voyles (10 มิถุนายน 2023). "สัญญาณเตือนภัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเริ่มขึ้นในช่วงปี 1800 นี่คือสิ่งที่มนุษยชาติรู้และรู้เมื่อใด" . USA Today . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 10 มิถุนายน 2023
• Rice-Oxley, Mark; Nelsson, Richard (2 ตุลาคม 2022). "วิกฤตสภาพภูมิอากาศ? เราสืบสวนเรื่องนี้มานานกว่า 100 ปีแล้ว" . เดอะการ์เดียน . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 5 ตุลาคม 2022.(นำเสนอบทความตัดแปะต้นฉบับย้อนหลังไปถึงปี 1890)
• เหตุการณ์สำคัญเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: ไทม์ไลน์ ( เอกสารเก่า ), สถาบันฟิสิกส์แห่งอเมริกา