Globalne ocieplenie to termin powszechnie używany do opisania zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi od połowy XX wieku. Przyczyny globalnego ocieplenia są przedmiotem pewnej debaty, chociaż społeczność naukowa jest w dużej mierze zgodna, sformalizowana w raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu, że większość wzrostu temperatury od połowy XX wieku nastąpiła w wyniku ludzka aktywność. Przed połową XX wieku podstawowymi przyczynami globalnego ocieplenia były zdarzenia naturalne, takie jak aktywność wulkaniczna i zwiększone promieniowanie słoneczne.
Jedną z głównych przyczyn globalnego ocieplenia jest wzrost niektórych gazów cieplarnianych, które pochłaniają promieniowanie podczerwone i zatrzymują energię cieplną w atmosferze. Dwutlenek węgla jest jednym z głównych gazów cieplarnianych, tuż za parą wodną w ilości, a poziomy dwutlenku węgla w atmosferze wzrosły o prawie 40% od rewolucji przemysłowej. Dwutlenek węgla jest uwalniany przez ludzi w wielu różnych kontekstach, na przykład w Stanach Zjednoczonych około 40% emisji dwutlenku węgla pochodzi z wytwarzania energii elektrycznej poprzez spalanie paliw kopalnych, podczas gdy samochody są odpowiedzialne za kolejne 33% emisji.
Chociaż metan nie jest tak rozpowszechniony w atmosferze, jest kolejnym gazem cieplarnianym odpowiedzialnym za globalne ocieplenie. Metan jest około 20 razy bardziej skuteczny w zatrzymywaniu ciepła niż dwutlenek węgla, aw ostatnim stuleciu poziomy metanu wzrosły o prawie 150%. Znaczna część metanu jest uwalniana podczas produkcji paliw kopalnych i produkcji bydła na dużą skalę. Metan jest również produkowany z pól ryżowych, a ponieważ globalny popyt na ryż wzrósł, ta pojedyncza uprawa stała się znaczącym czynnikiem przyczyniającym się do produkcji metanu.
Podczas gdy niektóre przyczyny globalnego ocieplenia można powiązać bezpośrednio z działalnością człowieka, inne wywołują efekt kaskadowy. W miarę wzrostu średniej temperatury planety niektóre systemy ulegają awarii i mogą zwiększać tempo globalnego ocieplenia. Na przykład duża część północnej szerokości geograficznej planety pokryta jest wieczną zmarzliną, rodzajem stałej, zamarzniętej gleby. Ta wieczna zmarzlina działała jak pochłaniacz wielu gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla i metanu, przez dziesiątki tysięcy lat, a wraz ze wzrostem temperatury zmarzlina, która była zamrażana przez ponad 30 000 lat, zaczęła topnieć. Oprócz powodowania, że ziemia przesuwa się często w niebezpieczny sposób, powoduje to również uwalnianie gazów do atmosfery, co dodatkowo przyspiesza proces globalnego ocieplenia.
Inne kaskadowe przyczyny globalnego ocieplenia obejmują efekt lodowo-albedo i ograniczenie sekwestracji przez oceany. Wraz ze wzrostem temperatury lód na planecie topi się, zmniejszając ilość gruntów o wysokim współczynniku odbicia, które w przeszłości zminimalizowały absorpcję promieniowania słonecznego i zwiększając szybkość topnienia. W miarę ocieplania oceanów gęstość składników odżywczych maleje, co prowadzi do zmniejszenia populacji okrzemek, co z kolei zmniejsza zdolność oceanów do sekwestracji węgla. Podczas gdy inne małe czynniki przyczyniają się do globalnego ocieplenia, w dużej mierze to uwalnianie dwutlenku węgla i metanu do atmosfery jest uważane za odpowiedzialne za stopniowe przyspieszanie ocieplenia zachodzące na całym świecie.
